Prototipo de realidad virtual para la comprensión del idioma … · 2018-07-12 · Prototipo de realidad virtual para la comprensión del idioma inglés. Remberto Antonio Argel Suárez,

Prototipo de realidad virtual para la comprensión del idioma inglés.

Remberto Antonio Argel Suárez, [email protected]

Trabajo de Grado presentado para optar al título de Ingeniero Multimedia

Asesor: Jorge Andrés Vásquez Recio

Universidad de San Buenaventura Colombia

Facultad de Ingenierías

Ingeniería Multimedia

Medellín, Colombia

2018

Citar/How to cite [1]

Referencia/Reference

Estilo/Style:

IEEE (2014)

[1] R.Argel Suarez, “Prototipo de realidad virtual para la comprensión del idioma

inglés”, Trabajo de grado Ingeniería Multimedia, Universidad de San

Buenaventura Medellín, Facultad de Ingenierías, 2018.

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https://co.creativecommons.org/?page_id=13

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Dedicatoria

Le dedico el siguiente proyecto a mi madre Nuris Suárez Mejía y a mi padre Remberto Argel

López por apoyarme a lo largo del desarrollo del prototipo, con su ayuda pude resolver muchos

problemas y llevar a cabo la prueba piloto de manera satisfactoria.

Agradecimientos

Le agradezco a María Lucia Guzmán Alviz por apoyarme y creer en el gran potencial que tiene

este proyecto, con su ayuda pude aclarar y aterrizar la idea central en el guion y los diseños

establecidos. También le agradezco a Danna Ballesteros Pestana por encaminar y ayudarme con

los estándares utilizados en el inglés enfocados en la educación en Colombia.

TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN ....................................................................................................................................... 8

ABSTRACT ..................................................................................................................................... 9

I. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 10

II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................................. 12

A. Antecedentes ......................................................................................................................... 14

III. JUSTIFICACIÓN ..................................................................................................................... 17

IV. OBJETIVOS ............................................................................................................................ 18

A. Objetivo general .................................................................................................................... 18

B. Objetivos específicos ............................................................................................................. 18

V. MARCO TEÓRICO .................................................................................................................. 19

A. Los métodos de enseñanza .................................................................................................... 20

B. Implementación de la realidad virtual ................................................................................... 20

B. Estado del arte ....................................................................................................................... 21

C. Definición de términos .......................................................................................................... 25

VI. HIPOTESIS .............................................................................................................................. 26

VII. METODOLOGÍA ................................................................................................................... 27

A. Nivel de la investigación ....................................................................................................... 27

B. Diseño de la investigación ..................................................................................................... 27

C. Población y muestra ............................................................................................................... 29

D. Técnicas e instrumentos de recolección de datos .................................................................. 29

E. Flujo de trabajo ...................................................................................................................... 29

1. Diseño de contenido (idea y dibujo 2D) ............................................................................. 29

2. Modelado 3D ...................................................................................................................... 30

3. Programación ..................................................................................................................... 30

4. Diseño sonoro ..................................................................................................................... 30

5. Visualización de prueba y error ......................................................................................... 31

6. Prueba de usabilidad ........................................................................................................... 31

7. Evaluación y reporte de resultados ..................................................................................... 31

F. Desarrollo ............................................................................................................................... 32

1. Encuesta sobre la realidad virtual (VR) ............................................................................. 32

2. Proceso de desarrollo de la aplicación ............................................................................... 32

3. Requisitos de hardware ...................................................................................................... 37

4. Desarrollo de la prueba ...................................................................................................... 38

5. Encuesta sobre prueba piloto realizada .............................................................................. 39

VIII. RESULTADOS ..................................................................................................................... 40

A. Encuesta sobre la realidad virtual (VR) ................................................................................ 40

B. Análisis de la prueba piloto con los estudiantes .................................................................... 44

C. Encuesta sobre prueba piloto realizada ................................................................................. 44

IX. CRONOGRAMA ..................................................................................................................... 48

X. PRESUPUESTO ....................................................................................................................... 50

XI. CONCLUSIONES ................................................................................................................... 52

XII. RECOMENDACIONES ......................................................................................................... 54

REFERENCIAS ............................................................................................................................. 55

LISTA DE TABLAS

TABLA I. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES DEL PROYECTO ........................................ 48

TABLA II. PRESUPUESTO Y MATERIALES ........................................................................... 50

TABLA III. PRESUPUESTOS Y SOFTWARE/HERRAMIENTAS ........................................... 51

LISTA DE FIGURAS

Fig. 1. Estereoscopio ...................................................................................................................... 14

Fig. 2. Sistema vived ...................................................................................................................... 15

Fig. 3. Virtuality ............................................................................................................................. 15

Fig. 4. Interfaz aplicación mondly fuente especificada no válida.. ................................................ 21

Fig. 5. Simulación 3d de una plataforma petrolera visualizada mediante vbt desarrollada por la

compañía metagraphos [21]. .......................................................................................................... 22

Fig. 7. Proceso de modelado del entorno ....................................................................................... 34

Fig. 8. Acabado final modelo 3d .................................................................................................... 35

Fig. 9. Logo e interfaz del menú principal ..................................................................................... 36

Fig. 10. Género de los encuestados. ............................................................................................... 40

Fig. 11. Edad de los encuestados. ................................................................................................... 41

Fig. 12. Nivel de estudios de los encuestados. ............................................................................... 41

Fig. 13. Campos de impacto de la vr dentro de 4 años. ................................................................. 42

Fig. 14. Formas utilizadas para aprender el idioma inglés. ............................................................ 43

Fig. 15. Opinión sobre la aplicación vr. ......................................................................................... 43

Fig. 16. Grado en que se encuentran los estudiantes encuestados. ................................................ 45

Fig. 17. Cantidad de objetos tomados por los estudiantes en la prueba. ........................................ 46

Fig. 18. Formas utilizadas para aprender el idioma inglés por los estudiantes. ............................. 46

Fig. 19. Emociones sentidas al realizar la prueba. ......................................................................... 47

Fig. 20. Sugerencias de mejora para la aplicación ......................................................................... 48

PROTOTIPO DE REALIDAD VIRTUAL PARA LA … 8

RESUMEN

La realidad virtual representa una oportunidad en el ámbito de la educación, por lo que se plantea

el presente proyecto con el cual a través de esta tecnología los usuarios puedan evaluar su

comprensión del idioma inglés, mediante una metodología de aprendizaje por experiencias

significativas. Se desarrolla una aplicación para smartphones de realidad virtual desde la

concepción, diseño, modelado, programación e implementación de prueba piloto (versión beta).

Dicha aplicación se basa a partir de experiencias, interacciones poniendo a prueba el vocabulario,

comprensión, lectura, escucha y demás elementos importantes a la hora de interactuar en un

ambiente basado en el idioma inglés. Este prototipo permitió poner a prueba la aplicación, dando

resultados adecuados en cuanto a la metodología, la jugabilidad, interacción de los estudiantes con

la realidad virtual y el diseño. Así mismo se pudo lograr el objetivo de evaluar el desempeño de

los estudiantes que la realizaron junto con sus conocimientos del idioma, pudiendo también

hacerlos analizar su nivel de conocimientos. Adicional se comprobó la falta de estimulación y

dedicación al aprendizaje de este idioma tanto por parte de las instituciones donde se realizaron las

pruebas como por parte de los estudiantes, dándole más valor al proyecto que generó un estímulo

e interés en los profesores y alumnos.

Palabras clave: Realidad virtual, idioma inglés, modelado 3D, smartphone, videojuego, 360

grados.


ABSTRACT

Virtual reality represents an opportunity in the field of education, so the present project is proposed

with through this technology users can assess their understanding of the English language, through

a learning methodology for significant experiences. An application for virtual reality smartphones

is developed from the conception, design, modeling, programming and implementation of pilot test

(beta version). This application is based on experiences, interactions testing vocabulary,

comprehension, reading, listening and other important elements when interacting in an

environment based on the English language. This prototype allowed to test the application, giving

adequate results in terms of methodology, gameplay, student interaction with virtual reality and

design. Likewise, it was possible to achieve the objective of evaluating the performance of the

students who made it along with their knowledge of the language, and they could also make them

see their level of knowledge. Additionally, the lack of stimulation and dedication to the learning of

this language was verified both by the institutions where the tests were made and by the students,

giving more value to the project that generated a stimulus and interest in the teachers and students.

Keywords: Virtual reality, English language, 3D model, smartphone, videogame, 360 degrees.


I. INTRODUCCIÓN

Los distintos avances en el campo de la tecnología que se han desarrollado durante las últimas 20

décadas desde la invención del primer computador han sido la base de diferentes aplicaciones para

técnicas y herramientas en campos como la medicina, la educación, el militar, el entretenimiento,

la ingeniería, entre otros. Una de las tecnologías que está teniendo auge en los últimos dos a tres

años, principalmente en los videojuegos, es la realidad virtual (VR). Esta herramienta permite crear

entornos virtuales en los cuales los usuarios pueden interactuar de manera diferente a lo habitual,

acercando cada vez más una experiencia virtual, a la realidad, a partir del aprovechamiento de los

sentidos y las distintas señales que pueden ser enviadas por el cerebro (uso de sonidos,

implementación de movimientos físicos y sentido del tacto, la visualización de espacios virtuales

como reales, entre otros). Empresas como Samsung, PlayStation y Oculus lideran en el mercado

esta propuesta tecnológica a través de la oferta de productos de VR como visores y mandos externos

para producir un acercamiento sensitivo al usuario desde la estimulación de la visión y los oídos

[1].

Los distintos avances de la VR han representado un gran aporte en el desarrollo de investigaciones,

metodologías educativas y descubrimientos en áreas como la medicina, la educación, la psicología

y la ingeniería.

La educación se ha expandido a nuevos métodos y técnicas de enseñanza con el uso de nuevas

herramientas que aporta la tecnología actual como videos, juegos, fotografías, modelos 3D, entre

otros. Estos instrumentos brindan la oportunidad a los estudiantes de observar y tener una

interacción diferente con el estudio. Por ejemplo, la enseñanza de los idiomas, que es cada vez más

importante en un mundo que se globaliza y requiere la capacidad de entendernos mutuamente desde

distintos países o regiones, se facilitaría con el desarrollo de aplicaciones que hagan uso de la

tecnología VR y que permitan a los usuarios tener una interacción más completa e inmersiva. En

nuestro país el inglés adquiere cada vez más importancia, por lo que esta tecnología aporta un

apoyo importante al proceso de aprendizaje.


El presente proyecto plantea la posibilidad de permitirle al usuario identificar sus habilidades y

falencias respecto al dominio (comprensión lectora y escucha) del idioma inglés a partir de la

interacción virtual con distintas situaciones cotidianas, objetos y personas mediante una aplicación

desarrollada para teléfonos móviles inteligentes (Smartphone) con la capacidad de proyectarla y

haciendo uso de un visor (VR), unos auriculares tipo diadema (preferiblemente que tenga un sonido

envolvente de 360 grados, surround sound) y un mando externo que otorga la capacidad de tomar

decisiones y realizar acciones en un contexto y bajo unas normas determinadas.

PROTOTIPO DE REALIDAD VIRTUAL PARA LA COMPRENSIÓN LECTORA DEL IDIOMA… 12

II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

A medida que pasan los años y aumenta el desarrollo tecnológico del mundo las regiones se van

enlazando unas con otras principalmente en aspectos económicos y sociales. Esta ampliación de

las relaciones crea la necesidad de entendernos y comunicarnos sin importar la procedencia,

resultando un requisito indispensable el habla de distintas lenguas. Entre las más utilizadas

actualmente se encuentra el español, chino mandarín e inglés, siendo esta última la más

significativa estando 1/3 de la población mundial expuesta a distintos contextos relacionados con

esta [2].

Es por este motivo que aproximadamente 85% de las instituciones internacionales emplean el

idioma inglés como uno de los idiomas oficiales, permitiendo las relaciones económicas y sociales

que caracterizan el mundo de hoy y dando cabida a un crecimiento exponencial en el aprendizaje

de dicha lengua. Andrés Sánchez en su documento Bilingüismo en Colombia, referencia a Graddol

el cual estableció que el número de personas aprendiendo inglés aumentó desde 300 millones hasta

1200 millones entre las décadas de los setenta y noventa, esperando un aumento en la década actual

de 2000 millones de personas adicionales [2], [3].

Colombia ocupa el puesto 57 de 70 países clasificados según la EF-EPI (Education first – English

proficiency index) obteniendo un título de índice de nivel de inglés muy bajo, el cual disminuyó

en comparación al año 2014 que tenía una clasificación de bajo y ocupaba el puesto 42 de 63. Esto

se estima sea producto de ausencia del Estado (escuelas y colegios) en grandes sectores del

territorio nacional, una gran diversidad lingüística, malas enseñanzas (profesores no aptos en

conocimiento), metodologías y métodos los cuales deben tener en cuenta una amplia cantidad de

aspectos que influyen en el aprendizaje de una persona como la edad, el medio social y sus

motivaciones. Las metodologías actuales están estandarizadas sobre un modelo que, debido a lo

anteriormente mencionado, se espera resulte no todas las veces adecuado para algunas personas

[4].

De acuerdo con investigaciones realizadas por el profesional en idiomas Francisco Luis Hernández

presentadas en el artículo Los métodos de enseñanza de lenguas y las teorías de aprendizaje, la


enseñanza de lenguas como el inglés debe ser desarrollada sin la instrucción directa y centrada de

elementos gramaticales, sino mediante la necesidad de resolución de situaciones problémicas por

parte del estudiante, entendiendo que los errores forman parte del proceso. Esto implica el

desarrollo de métodos abiertos y menos estandarizados ya que dicho aprendizaje involucra una

actividad psicológica más que lógica, como fue concluido a partir del conductismo ortodoxo,

siendo necesario el interés de los estudiantes. Así, se permite al cerebro la organización de los

conocimientos, comprensión y posterior disposición a los mecanismos de producción del habla [5].

Colombia ha implementado distintos planes de aprendizaje y desarrollo para la bilingüidad de la

población como el “Programa nacional de bilingüismo” en 2006 y el “Programa de Fortalecimiento

al Desarrollo de Competencias en Lenguas Extranjeras (PFDCLE)” (fortalecimiento a los

profesores) en 2010. Gracias a las medidas y programas implementados, la proporción de

estudiantes catalogados como bilingües pasó de ser de menos del 1% al 1% en el transcurso de

tiempo implementado, comprobando un nivel de efectividad moderado requiriendo mayores

avances [6].

Para solucionar tales deficiencias en la enseñanza algunos maestros han optado por el uso de

metodologías más didácticas y lúdicas que permitan la interacción temprana de las personas con el

uso de la lengua. Es así como se considera el uso de una nueva herramienta tecnológica didáctica

como la VR que ayude a mejorar la interacción de las personas aún sin estar en directo contacto

con alguien, sumergiéndola en un ambiente virtual con situaciones de interacción y manteniendo

la concentración.


A. Antecedentes

“La pantalla es una ventana a través de la cual uno ve un mundo virtual. El desafío es hacer que ese mundo se vea

real, actúe real, suene real, se sienta real” [7]

Esta fue la forma de describir la llamada realidad virtual por el investigador Ivan Sutherland en su

artículo The Ultimate Display en 1965. Fue la primera vez que se empleó el concepto de “realidad

virtual”; sin embargo, no fue la primera vez que se desarrollaran mecanismos e investigaciones

sobre la creación de una simulación virtual de la realidad.

Años antes de la conceptualización de Sutherland se venían desarrollando herramientas que

abrieron campo a lo que hoy se conoce como realidad virtual. El estereoscopio en 1844 (primeros

visores de realidad virtual, figura 1) fueron los primeros visores con la idea de creación de imágenes

virtuales. Años más tarde, en 1961 Coneau y Bryan desarrollaron el primer casco de realidad virtual

con sensores para determinar la posición de la cabeza del usuario que permitía ver imágenes en

movimiento.

Gracias a los trabajos de investigadores como Roberts y Sutherland del MIT y de Henri Gouraud

se desarrolló la utilización de gráficos a través de ordenadores. Sus primeras aplicaciones fueron

desarrolladas en el campo militar para el entrenamiento de soldados con simuladores de vuelo

gráficos en pantallas (displays) en 1971 (Reino Unido), simuladores computarizados de vuelo de

la Empresa General Electric entre 1971 y 1979 y simuladores de la cabina de un avión en 1981

(U.S. Armi Airforce) que posteriormente fueron compactados a un casco de simulación.

Fig. 1. Estereoscopio


Cuatro años después en 1985 Mc Greevy y Jim Humphries en conjunto con la NASA desarrollaron

el sistema VIVED que constaba de un casco y un visor de realidad virtual (figura 2).

En 1991, Virtuality Group en Leicester Reino Unido desarrolló Virtuality presentado en la

siguiente imagen (figura 3) [8].

Empresas de videojuegos intentaron emplear los conceptos de realidad virtual en sus desarrollos.

Un Ejemplo claro de esto fue la consola Virtual Boy de Nintendo, la cual a pesar de los intentos

fue todo un fracaso por su tamaño y fragilidad, además de producir dolores de cabeza.

Fig. 2. Sistema VIVED

Tomado de: [31]

Fig. 3. Virtuality

Tomado de: [30]


En 1995 aparece la primera formulación de VRML (virtual reality modeling language), un lenguaje

para modelado de realidad virtual desarrollado por la organización internacional sin fines de lucro

el Consonrcio Web3D (Web3D Consortium) [9].

En 2003 se crea el mundo virtual Second Life desarrollado por la empresa Linden Lab ubicada en

San Francisco Estados Unidos, el cual permite a los usuarios mediante un ordenador, moverse,

relacionarse, modificar su entorno y hasta participar en la economía [10].

Referencias de los antecedentes tomado de [7].


III. JUSTIFICACIÓN

La implementación de la realidad virtual (VR) puede permitir la recreación de entornos virtuales a

situaciones cotidianas ambientadas en el idioma inglés, brindándole a las personas que estudian

esta lengua diferentes entornos basados y recreados en situaciones cotidianas, logrando así una

mayor inmersión e interacción donde el estudiante pueda enfrentarse a múltiples tareas y desafíos

comunes. Con los resultados arrojados por la herramienta tecnológica se dará cuenta de los errores

que cometieron al momento de interactuar con el contexto recreado. Lo anterior permitirá no solo

un aumento en la apropiación del idioma inglés sino una mejor confianza por parte de los

estudiantes al momento de interactuar con alguien o estar en un entorno donde el inglés sea su

lengua nativa.


IV. OBJETIVOS

A. Objetivo general

Crear un entorno de realidad virtual que evalúe la comprensión del idioma inglés por medio de la

interacción con un ambiente que simule situaciones cotidianas.

B. Objetivos específicos

Diseñar un entorno de realidad virtual que simule situaciones cotidianas donde se emplee una

lengua extranjera, específicamente el inglés.

Desarrollar una aplicación para una plataforma Android que permita al usuario interactuar con

un ambiente virtual, donde puedan hacer identificación de las falencias en su dominio del idioma

inglés.

Gestar una prueba piloto de la versión Beta de la aplicación que arroje unos primeros resultados

sobre el correcto funcionamiento de esta.


V. MARCO TEÓRICO

La realidad virtual se relaciona con imágenes en tres dimensiones creadas a partir de un ordenador

que, asistidas por otras herramientas, hacen partícipe al usuario del entorno creado, permitiéndole

manipular e interactuar con elementos físicos simulados. Este sistema proyecta un espacio visual

que envía y recibe señales sobre el actuar del usuario. Un entorno virtual es, entonces, un modelo

que describe un espacio tridimensional que contiene distintos objetos que van desde figuras

geométricas hasta estructuras arquitectónicas complejas. Es una simulación por computador

interactiva, dinámica y en tiempo real [11] , [12].

La realidad virtual posee muchas aplicaciones en campos totalmente distintos entre sí, desde la

educación, las telecomunicaciones, los videojuegos, la medicina, el turismo, entre otras. Puede ser

utilizada para controlar a distancia otros dispositivos, así como para el manejo de sistemas que no

se puede realizar en el mundo real, por ejemplo, entrenamientos para enfrentamientos bélicos o

simulaciones de vuelo [12].

La idea de emplear realidad virtual en el campo de la educación, como explica la National

Computer Science Academy proviene de generar una experiencia difícil de olvidar conectada a

emociones vividas como sucede con los sueños, experimentando visualizaciones, sonidos, entre

otros [11].

Existen ciertos puntos importantes que debe cumplir un sistema para poder catalogarlo como

sistema de realidad virtual. Estos son la simulación, interacción, y percepción [13].

La simulación se refiere a la capacidad de representar mediante imágenes una realidad hasta

convencer al usuario de ser una situación paralela a la realidad misma.

La interacción consiste en permitir que las acciones del usuario generen cambios en el entorno

virtual. Para esto son empleadas herramientas como teclado, mouse, guantes, visores, controles

entre otros.

La percepción es uno de los elementos más importantes de la realidad virtual, considerando que

es clave que el entorno virtual sea considerado como un paralelo de la realidad. Para lograr esto

se hace uso de los sentidos, como la vista y el oído, mediante cascos, gafas y otras herramientas.


A. Los métodos de enseñanza

Un método de enseñanza como su significado lo indica, es el medio (vía) utilizado para orientar la

enseñanza de un tema a una persona. En la historia se observa una implementación preponderante

de métodos deductivos basados en la lógica y la disciplina científica. Estos métodos se basan en la

exposición de conceptos y definiciones desde lo más general y simple a lo particular y complejo

para luego extraer conclusiones (deducciones). Se encuentran estructurados según el razonamiento

de las personas adultas. Éstos a pesar de ser los más implementados en el transcurrir de la historia

de la enseñanza son considerados por algunos profesionales no muy eficientes en comparación con

otros como los inductivos [14], [15].

Los métodos inductivos en comparación a los métodos deductivos se basan en la psicología del

estudiante, partiendo de lo particular a lo general según los intereses del mismo (de lo conocido a

lo desconocido). Buscan acercarse a la realidad inmediata del alumno basándose en la experiencia

y la participación, desarrollando la intuición antes que la memorización [15].

La metodología a partir de la cual se basa la funcionalidad de la aplicación para el aprendizaje del

idioma inglés es el aprendizaje por experiencias significativas. Una experiencia significativa es

aquella que busca a partir de nuevas sensaciones y vivencias, crear algo de carácter memorable,

que establezca una conexión entre los recuerdos, las emociones que se sienten con dicha

experiencia y las vivencias cotidianas de los sujetos, permitiendo recordar de una forma más

agradable y fácil y creando interés por estas experiencias [16].

B. Implementación de la realidad virtual

En este proyecto se implementará la tecnología VR utilizando un teléfono móvil inteligente

(Smartphone) que funciona como hardware, donde se ejecutará el entorno de VR diseñado y

programado. El Smartphone debe cumplir con las características necesarias que permitan el buen

funcionamiento de la VR y los visores, como son el giroscopio y el tamaño de la pantalla. El

giroscopio se encarga de cambiar, mantener y medir la orientación dada al smartphone (tomado de

[17]) permitiendo que al momento de girarlo o rotarlo estos valores puedan ser enviados al entorno


virtual y que éste gire de inmediato. La pantalla del smartphone para esta aplicación debe ser de 5

a 6 pulgadas debido al tamaño de los visores que serán utilizados para proyectar el entorno.

B. Estado del arte

La realidad virtual (VR) se ha abierto paso en muchos conocimientos y aplicaciones además del

entretenimiento en los videojuegos como es conocida más ampliamente en la actualidad. Distintos

campos como la medicina, la ingeniería, arquitectura, matemáticas, historia entre muchos otros

más hacen uso hoy en día de la VR. Los ingenieros, los diseñadores, las empresas, o cualquier

entidad pública o privada tienen la facilidad de crear su propio contenido y proyectarlo con el visor

de VR que crea conveniente [18].

En el campo de la educación la VR ha hecho su camino mayoritariamente en nuevos métodos de

enseñanza más didácticos que implementan herramientas visuales como videos, tutoriales,

estructuras reales o a escala, manteniendo una participación más activa de los estudiantes

facilitando la observación e interpretación. Esto mismo es obtenido con la VR alejándose de

sistemas abstractos y permitiendo una mayor flexibilidad.

Actualmente encontramos dos aplicaciones principales para el presente proyecto donde la

tecnología de realidad virtual es empleada para el estudio de nuevos idiomas. Virtualspeech es una

de estas, ofrece distintos ambientes donde se pueden observar imágenes en 360 grados, aprender

vocabulario mediante la visualización de objetos en entornos, escuchar audiolibros clásicos y

Fig. 4. Interfaz aplicación Mondly


practicar el uso del idioma con situaciones reales cotidianas permitiendo a los usuarios

experimentar la cultura, aprender vocabulario y estructurar oraciones; la otra aplicación que

encontramos es Mondly de ATI Studios para las Oculus Gear, la cual se basa en permitir

experimentar conversaciones reales con personajes virtuales no sólo para el idioma inglés sino para

un total de 28 idiomas diferentes. La interacción que nos proporciona esta aplicación permite una

evaluación de la pronunciación, vocabulario y fluidez al mantener una conversación, seleccionando

una opción de las presentadas y pronunciándola en voz alta [19] [20].

La mayoría de las demás aplicaciones VR que se pueden encontrar son desarrolladas

mayoritariamente para ser contenidos de VR, básicamente por ser una tecnología en desarrollo. Un

ejemplo es Virtual Bullet Time (VBT) desarrollada por la empresa Metagraphos que permite

visualizar distintos escenarios simulados en 3D con variaciones en el tiempo. Esta herramienta

ayuda a comprender el entorno de un proceso o situación de manera didáctica e inclusiva,

manteniendo las relaciones de los eventos con el espacio. VBT es así una herramienta de

aprendizaje enfocada en la entrega al usuario de experiencias inmersivas para su proceso de

educación [21].

VBT fue desarrollada para su uso en dispositivos móviles como celulares y tablets que permiten el

uso del giroscopio y manipulación por contacto directo mediante gestos touch. Esta interacción es

aplicada para el ensamble de distintas estructuras y objetos como muebles, equipos y enseres

permitiendo observar detalladamente su secuencia de elaboración. Igualmente, en la industria

Fig. 5. Simulación 3D de una plataforma petrolera visualizada mediante VBT desarrollada por la compañía

Metagraphos [21].


petrolera, los ingenieros de petróleo la utilizan para familiarizarse con equipamientos en

plataformas petroleras y conocer más a fondo su funcionamiento y composición sin exponerse a

riesgos o la necesidad de llegar a lugares de difícil acceso [21].

Otra aplicación importante a tener en cuenta para el proyecto es la implementación de entornos VR

para cirugías de huesos desarrollada por Salisbury Robotics de la universidad de Standford en

California, Estados Unidos. Esta aplicación consiste en un entorno virtual creado mediante VR

para realizar una simulación de distintos procedimientos quirúrgicos que poseen como aspecto

central intervenciones en algunos huesos. Actualmente es implementado para aplicaciones

otológicas, craneofaciales y dentales. Se utiliza como proyector de imágenes un computador que

permite la interacción del usuario con el entorno, esperando ser implementados visores VR a futuro

para mejorar la experiencia e inmersión. Estos entornos buscan acercar a los usuarios a una

intervención quirúrgica mediante las imágenes 3D y la implementación de sonidos desarrollados

con base en sonidos reales de procedimientos quirúrgicos. Así mismo posee la capacidad de realizar

una transmisión de la actividad neuronal a un computador remoto, simulando las estaciones de

monitoreo neuronal, presentes en este tipo de procedimientos [22].

Otras aplicaciones y proyectos implementados actualmente de la VR [23], [24]:

Proyecto DEMO

Otro proyecto que podemos encontrar donde se implementa la VR es el proyecto DEMO

(Digitising expressions for manufacturing optimisation) desarrollado por la universidad de

Cranfield en conjunto con AERTEC Solutions y Airbus Group Innovations principalmente para la

industria aeronáutica. Esta tecnología se encuentra aún en desarrollo, la cual busca digitalizar

(optimizar) procesos y gestión en plantas de fabricación estructural de aeronaves. Gracias a esta

herramienta será posible realizar diseños de componentes, fabricación y montaje en modelos 3D,

posibilitando validar los productos y funcionalidad de cada uno mediante el seguimiento en todo

momento del estado y la situación.


Meditación

Se utiliza la VR para sumergir a los usuarios en visualizaciones bajo el agua que implican un control

de la respiración para permitir el movimiento en dicho entorno. Esto es monitoreado mediante el

uso de una banda externa que es ubicada en el pecho con la que es medida la respiración. Esta

actividad permite así calmar la ansiedad y combatir el estrés.

Manejo del dolor

Mediante la VR se realiza la inmersión del usuario en un entorno virtual, generalmente de juegos

con el cual se busca distraer al cerebro del dolor físico provocado por algún tipo de procedimiento

o tratamiento. Esta aplicación es basada en las terapias de distracción.

Terapia de exposición

Esta aplicación consiste en la exposición de los usuarios frente a una situación que les genera miedo

o pánico de manera controlada y segura. Gracias a esto los pacientes pueden exponerse a dichos

miedos buscando superarlos y controlarlos desarrollando algunas soluciones prácticas de manera

segura.

Dolor de extremidad fantasma

Es un tipo de terapia que implementa la VR para activar en los pacientes el control de los músculos

mediante señales positivas. Para realizar estas terapias, los pacientes son puestos delante de un

espejo, de modo que el cerebro pueda reconocer la extremidad faltante y mandar señales y

respuestas a los músculos de la extremidad que se encuentra presente. De manera parecida funciona

esta terapia mediante VR, donde con juegos de rol se desarrollan actividades y tareas que le

permiten al paciente aprender a controlar y relajar los músculos y mandar señales positivas al

cerebro.


C. Definición de términos

Realidad virtual: La realidad virtual es un medio desarrollado virtualmente a partir de la

simulación tridimensional por computadora donde el usuario se siente inmerso, permitiéndole

una interacción que se asemeja a la realidad [25].

Entorno virtual: Un entorno virtual es un sistema de tres dimensiones modelado virtualmente,

conformado por objetos y estructuras virtuales que poseen determinadas propiedades y

comportamientos. Estos objetos y estructuras en el entorno virtual son regidos por reglas o leyes

que definen sus comportamientos tal como las leyes físicas rigen la realidad [26].

Inmersión: La inmersión es la acción de introducirse plenamente en un ambiente determinado.

Así en el presente proyecto se refiere a la inclusión del usuario en un entorno virtual [27].

Interacción: La interacción se refiere a aquella acción que se ejerce entre dos o más objetos,

personas, fuerzas, etc., de manera recíproca. En el campo del presente proyecto, la interacción

es la acción ejercida entre el usuario y el entorno virtual y los objetos que éste contiene mediante

la ayuda de mandos, teclado, mouse y otros [27].

VRML (VR modeling language): Es un lenguaje empleado para el desarrollo de aplicaciones

de realidad virtual desde mundos virtuales comúnmente tridimensionales donde los objetos son

interactivos [12].

Mando externo (vía bluethooth para VR): Es un dispositivo de regulación a distancia que

permite realizar diversas acciones abriendo campo a la interacción con distintos objetos del

entorno virtual [28], [29].


VI. HIPOTESIS

La herramienta permitirá la detección en las equivocaciones cometidas en el idioma inglés por

el usuario al momento de interactuar en los distintos niveles del idioma.

El entorno virtual facilitará al usuario una interacción básica con las situaciones cotidianas

vividas en un ambiente donde se hable el idioma inglés.

La herramienta podrá ser empleada en dispositivos móviles inteligente que tengan soporte de

realidad virtual mediante la implementación de visores VR y un mando externo conectado al

dispositivo móvil vía bluetooth.


VII. METODOLOGÍA

A. Nivel de la investigación

El presente proyecto exhibe un nivel de investigación predictivo o experimental, donde se conocen

las características y posibles razones de los bajos niveles de inglés en una alta población del país.

Así, se realizan pruebas de implementación del proyecto observando el efecto de éste en la

población de muestra, con las nuevas tecnologías y metodologías de aprendizaje. A partir de estas

experiencias es posible realizar mejoras y correcciones con los aportes de opiniones e ideas,

permitiendo la transformación y progreso tanto del proyecto como de una situación específica en

el proceso de aprendizaje del idioma inglés.

B. Diseño de la investigación

Para la realización del proyecto se implementa un diseño de investigación experimental con base

en la metodología de aprendizaje por experiencias, sometiendo a prueba el proyecto en un grupo

de personas y analizando sus opiniones, experiencias y demás aportes significativos.

Se realiza el diseño, modelado, programación y compilación de uno de los escenarios planteados

de situaciones cotidianas en las que se pueda sumergir el usuario. Para efectos de la versión beta

del proyecto, se toma como escenario una cocina, donde el usuario debe realizar distintas acciones

e interacciones con el entorno enfocado en el idioma inglés, poniendo a prueba su compresión y

conocimiento de la información o solicitud que le es presentada.

Para el diseño se toma como referencia imágenes de casas y estructuras comunes en estados unidos

tomando entornos adecuados para la interacción deseada, en el caso del primer nivel una cocina. A

partir de este diseño se realiza el modelado de los objetos como nevera, luces, gabinetes, y del

entorno como las paredes, ventadas, muebles, manteniendo la proporción adecuada entre entorno,

objetos y personajes, para las actividades a desarrollar.

El modelado del personaje principal es tomado de Mixamo, plataforma de personajes ya

“riggeados” gratuitos. Teniendo este modelo, se incorpora al modelo de la cocina y se configura

para ser sus ojos la ubicación de la cámara en el entorno.


Teniendo el personaje ya agregado en el modelado del entorno se procede a realizar las

programaciones necesarias de interacciones, de tipo acción-reacción y demás que serán los

comportamientos deseados en la aplicación. Para el personaje se realiza la programación de

funciones y animaciones, como son las interacciones con los objetos, las reacciones ante dichas

interacciones y los movimientos necesarios para hacer estas acciones y sus reacciones. En cuanto

a los objetos se realiza la programación de cómo reaccionan o responden ante una acción externa

en este caso, del personaje como moverse al ser “agarrado”, caerse si es soltado, cambiar de

posición, entre otros.

En este punto del proyecto, se tiene los elementos básicos necesarios para la aplicación, el

modelado del entorno, personaje, se han definido y programado las acciones-reacciones de la

interacción de los objetos con el personaje y sus limitaciones. Llegados aquí se requiere empezar

a definir las diferentes interfaces necesarias donde encontraremos los menús y opciones del juego.

Inicialmente se realiza el diseño de dichas interfaces y luego se implementan en el código y

modelado, definiendo básicamente las interfaces de menú, historia, tutorial, información y créditos.

Teniendo todos los modelos se requiere instalar las distintas texturas de cada objeto y material

presentes en el modelado tal que se logre hacer que los objetos modelados sean parecidos a la

realidad.

Así, se tienen los elementos necesarios tanto físicos-visuales como de programación los cuales son

compilados para especificarlos como parte de un todo, el juego. Para finalizar la compilación se

procede a realizar la programación de los comportamientos de las interfaces y los sonidos de la

aplicación, dejando como último paso los detalles finales, iluminación y elementos adicionales de

decoración descargados gratuitamente del store de Unity.

Llegados aquí, se tiene todo lo necesario de la versión beta de la aplicación para ponerla a prueba

y analizar los posibles errores de funcionamiento en los códigos, visualización del entorno,

texturas, sonidos, interfaces e interacciones. Realizando dichas pruebas del prototipo se determinan


elementos o puntos a corregir tal que se pueda tener una aplicación funcional de prueba Beta para

la realización de las pruebas de usabilidad en la población de muestra especificada.

La población de muestra utilizará la aplicación prototipo, mediante un visor VR y un dispositivo

móvil adecuado, contando con la imagen, audio y espacio libre para poner a prueba la interacción

del usuario con las interfaces y los objetos, y consigo la interacción del usuario con un entorno en

idioma inglés que le exige un conocimiento o uso del idioma inglés para poder cumplir objetivos

planteado al inicio del nivel de prueba en la cocina modelada y programada.

C. Población y muestra

La población seleccionada para la prueba inicial del proyecto es un grupo aproximado de 5

personas, que cursen grados de bachillerato.

D. Técnicas e instrumentos de recolección de datos

Las técnicas empleadas para la recolección de datos serán la recopilación de información histórica

de la aplicación (informes de errores y funcionamiento), y datos experimentales obtenidos de las

distintas pruebas desarrolladas a los usuarios evaluados. Como instrumentos de recolección de

datos, se tienen los siguientes:

Encuestas

Reportes

Bases de datos

E. Flujo de trabajo

1. Diseño de contenido (idea y dibujo 2D)

Se realizará el planteamiento previo de las situaciones que serán manejadas en la realidad virtual,

desde el entorno, objetos, función, objetivos, para posteriormente realizar el desarrollo del primer


prototipo. Este paso requiere de una documentación (historia, perfil de personajes, descripción del

entorno, diálogos, entre otros) respecto a situaciones cotidianas comunes en distintos ámbitos como

el hogar, restaurantes, lugares públicos y una espacialidad definida para la implementación del

idioma inglés.

Una vez hecho esto se procederá a realizar los bocetos de los entornos (estructuras, objetos,

personas, entre otras cosas), para llevar a cabo la creación de un Story Board el cual presenta de

manera visual la dinámica de la aplicación.

2. Modelado 3D

Tras tener dicho planteamiento (conceptual) del contenido de la herramienta que será presentado

al usuario, es necesario realizar un modelado de los entornos y objetos mediante herramientas de

modelado 3D, así como el modelado y el rigging de los personajes.

3. Programación

Para organizar e implementar los modelados 3D realizados en el paso anterior, se utilizará una

herramienta dónde, además de tener el contenido 3D se realiza la programación pertinente de la

aplicación, la interfaz y estructura de desarrollo de la misma. Dicha herramienta permite a su vez

la utilización de plugins externos para la programación y el desarrollo de la realidad virtual.

Para realizar un adecuado proceso en la programación, se necesita realizar un diagrama de estados

el cual explica todos los estados y eventos de un proceso, permitiendo comprender el

comportamiento del sistema.

4. Diseño sonoro

Deseando alcanzar la mayor inmersión, el sonido será una pieza fundamental. Para esto se hará una

descripción detallada de la locación y se tomarán en cuenta los siguientes planos sonoros:


Diálogos: Se llevará a cabo la documentación de un guion con los diálogos para ser

grabados en los estudios de sonido disponibles de la Universidad San Buenaventura sede

Medellín (USBM).

Ambientes: Estos audios van a describir por completo la espacialidad, tiempo, situación

entre otros, siendo algunos tomados de librerías libres de derechos de autor (copyright),

dependiendo de la complejidad al momento de realizar la captura del sonido (Foley).

Música: En algunas partes se insertarán melodías suaves tomadas sin copyright.

Efectos: Estos serán audios muy puntuales como pasos, saltos, toma de objetos, impactos,

entre otros; en su mayoría se pretende utilizar la técnica de Foley.

5. Visualización de prueba y error

Terminada la programación y adición del contenido 3D se realizará una prueba de la aplicación en

un dispositivo móvil apto (mínimo que cuente con giroscopio). Mediante dicha prueba se

analizarán posibles errores de funcionamiento y desarrollo, para ejecutar las correcciones

pertinentes antes de la implementación de la aplicación piloto en la prueba experimental.

6. Prueba de usabilidad

Luego de realizadas las correcciones necesarias y llevar la aplicación a su estado de prueba Beta,

se realizará una prueba de usabilidad en estudiantes voluntarios aleatorios de bachillerato. Esta

prueba estará monitoreada en tiempo real por medio de un computador portátil (PC) que estará

conectado al teléfono móvil inteligente (Smartphone) utilizando una aplicación especial que

permita manipular el Smartphone de forma remota desde el PC.

7. Evaluación y reporte de resultados

Para finalizar la evaluación de la aplicación, se analizará el avance personal de cada usuario en los

distintos niveles presentados y sus experiencias y opiniones, mediante encuestas a los usuarios. A

partir de esto se busca determinar la efectividad y el nivel de inmersión, tal que sea posible realizar


reportes detallados de mejoras a la aplicación y la experiencia, para ser implementadas y poder

realizar una segunda prueba de usabilidad.

F. Desarrollo

1. Encuesta sobre la realidad virtual (VR)

Para iniciar la investigación, se realizó una encuesta general, la que permitió tener una mejor

visualización del conocimiento de los usuarios sobre la realidad virtual, su interés en aplicaciones

de este tipo con objetivos educativos, su opinión referente a la tecnología y el proyecto, para

diferentes públicos. Esta encuesta fue realizada con el objeto de comprobar el interés de los

usuarios por la aplicación y cuál sería el recibimiento de esta.

2. Proceso de desarrollo de la aplicación

Conceptualización:

Género: Exploración y Acertijo con Realidad Virtual

Vista: Primera persona

Jugadores: Individual

Plataforma: Android

Clasificación: ESRB

Enfoque: Educativo.

Idea General: Andrés debe realizar su desayuno en el menor tiempo posible.

Guion: Andrés un chico de unos 25 se encuentra en otro país de habla inglesa realizando varias

actividades. Al despertar una mañana se da cuenta que tiene una entrevista de trabajo y al ver la

hora nota que tiene muy poco tiempo para realizar su comida y otras cosas antes de salir, al

terminar de arreglarse y bañarse solo le queda preparar su desayuno, pero observa su reloj y se

da cuenta que tiene solo unos minutos para hacerlo. Andrés acude a una receta cacera que le

dejó su amigo Marco nativo de ese país, quien le dejó todos los pasos especificados en esa nota,

Andrés toma la toma y se dispone a realizar su tarea en el tiempo que le queda.


Objetivo: Finalizar la receta antes que termine el tiempo.

Características del personaje: Puede rotar su vista y mover su cuerpo 360 grados, tiene la

capacidad de saltar, tomar objetos, y ejecutar animaciones en otros objetos como abrir puertas,

cajones.

Niveles: el juego tendrá 4 niveles los cuales se ejecutarán en el trascurrir del día, tales como:

Mañana: Cocina (Preparar desayuno).

Medio día: Oficina (Contestar bien las preguntas en la entrevista).

Tarde: Parque (Saber ubicarse de manera correcta y llegar a tiempo al sitio correspondiente).

Noche: Cena (Pedir de manera correcta un plato de comida).

Para el prototipo se realizará el nivel 1 Cocina.

Modelado 3D:

Búsqueda y selección de referencias visuales de cocinas con un toque de infraestructura norte

americana.

Dibujo y bocetos detallados de la escena.

Modelado de algunos objetos.

Modelado del espacio de la escena general.

Asignación de materiales y texturas.

Últimos detalles en el modelado general.

Modelado de objetos restantes.

Asignación de pivote en los objetos que serán animados en Unity.

Exportación del modelado general en formato FBX.


Contenidos descargados:

Se descargó un modelo 3D masculino desde la página de Mixamo de forma gratuita.

Se descargaron animaciones como caminar, girar, saltar de forma gratuita desde la página de

Mixamo.

Programación:

Se importo el personaje descargado llamado Andrés para programar sus controles de

animación.

Programación de la interacción con los objetos, tales como:

Visualizar: Cuando el personaje mira el objeto aparece una imagen con el nombre en inglés

del objeto, si retira la mirada desaparece la imagen, cabe aclarar que estos objetos no se pueden

tomar.

Objeto: Funciona de manera similar que Visualizar, pero con la diferencia que estos objetos

son los que aparecen en la lista y se dejan tomar, al tomarse desaparecen y cuentan como un

punto que en el juego equivale a un objeto.

Fig. 6. Proceso de modelado del entorno


Animación Objeto: Estos objetos funciona similar a Visualizar, con la característica de

contener animaciones que se activan al momento de interactuar con ellos, es decir, cuando se

señalan y se toman, no desaparecen solo activan una animación, en general contienen dos

animaciones, una vez se activa una y se vuelve a seleccionar se activa otra animación.

Programación de los botones a utilizar por parte del mando externo (Joistick).

Programación del contador de tiempo y recolector de objetos.

Diseño de plantillas y se programaron sus interacciones con el jugador, sus entradas y salidas

para posteriormente ser remplazadas por el diseño de la interfaz o UI.

Fig. 7. Acabado final modelo 3D

Diseño:

Concepto de marca.

Paletas de colores.

Formas y características.

Diseño de logo.

Diseño de formas variadas del logo.

Diseño de iconos para el menú principal.

Diseño de texto en inglés.


Diseño de la descripción de cada objeto.

Fig. 8. Logo e interfaz del menú principal

Sonidos:

Se descargaron audios libres de la galería de sonidos gratuitos de YouTube.

Se descargaron efectos de sonidos.

Compilación:

Se exporto el modelado general de la cocina que sería el nivel 1 y el nivel utilizado para el

prototipo.

Se crea una luz ambiente que iluminará la escena cocina.

Se extrajo los materiales y texturas correspondientes al modelado.

Se incluye el personaje principal (Andres).

Se le adiciona a cada objeto su respectivo script (Visualizar, Objeto, Animación objeto).

Se animan los objetos correspondientes utilizando el Animation de Unity.

Se le adiciona a cada objeto un prefabs que contiene el diseño de la descripción donde a cada

objeto se le coloca su nombre en inglés.

Se nombra cada objeto en inglés.


Se crean las respectivas escenas, tales como:

- Inicio: Es la escena que aparece al iniciar el prototipo y contiene las respectivas escenas

que se mencionaran a continuación las cuales se accede inicialmente por aquí.

- Información: Contiene información del prototipo.

- Tutorial: Desde esta escena se puede mover e interactuar con algunos objetos, con el fin

que los usuarios puedan tener un primer vistazo y jugabilidad del prototipo.

- Historia: Contiene la escena numero 1 llamada cocina, donde se va a interactuar con ese

entorno modelado teniendo en cuenta unas tareas y un tiempo que estará disminuyendo

hasta llegar a 0 y se finaliza el juego.

- Créditos: Se da información de algunas descargas y personas que contribuyeron en el

desarrollo del prototipo.

Se implementan los diseños en las plantillas.

Se posiciona el contador de objetos y el contador de tiempo en la parte superior de la vista del

jugador y por debajo de estos, se coloca la imagen que contendrá los textos en inglés.

Se configura Build Settings para Android y con Vistual Reality SDKs.

Se hacen unas ultimas configuraciones en Player Settings y se le agregan los iconos con el logo

del prototipo.

Se exporta el APK para Android y se comienzan las pruebas con el prototipo ya listo.

3. Requisitos de hardware

Smarthphone: Se utilizó un teléfono inteligente llamado Xiaomi MI A1, con un peso de 165

g ideal para no hacerle peso a las gafas y maltratar el tabique del jugador, con una resolución

full HD óptima para una buena calidad de imagen, acompañado de una RAM de 4G y

procesador Snapdragon 625 2GHz capaz de correr juegos de alta capacidad. Por último, tiene

una pantalla de 5.5" y cuenta con los requisitos mínimos para soportar la realidad virtual

(giroscopio, buena densidad de pixel).


Visor de realidad virtual: Se usó un visor llamado VeeR OASIS VR Headset con lente de

cristal azul HD, cuerpo ultraligero, compatible con teléfonos inteligentes iOS / Android de 4 a

6.2 pulgadas, auriculares estéreo con mecanismos de protección ocular.

4. Desarrollo de la prueba

En el desarrollo de las pruebas se visitaron dos instituciones educativas públicas, una ubicada en

Lorica-Córdoba donde se obtuvo permiso y un espacio adecuado para llevar a cabo las pruebas con

el prototipo sin interrupción alguna o percances. En compañía de un docente de inglés se escogieron

estudiantes aleatorios de los cursos que estaban disponibles en el momento. Se hicieron las pruebas

a varios estudiantes de octavo y noveno grado, dejando evidencia fotográfica del momento exacto

donde los estudiantes interactuaban con el prototipo y al terminar se hicieron unas preguntas

referentes a la interacción. Finalizado este proceso, por circunstancias de tiempo no fue posible

charlar con el docente acerca de su opinión referente al proyecta detrás del prototipo.

El segundo colegio que se visitó está ubicado en el corregimiento Nuevo Agrado cercano al

municipio de Lorica, con el acompañamiento de una licenciada en lenguas modernas quien otorgó

el permiso para ingresar a la institución y el espacio idóneo para el desarrollo de las pruebas con el

prototipo. Una vez listo el montaje de los equipos, se llamó a dos estudiantes aleatorios, un joven

de onceavo y una joven de octavo grado, los cuales sin dificultad alguna interactuaron con el

prototipo dejando evidencia fotografía y de video. Adicionalmente se mostró el prototipo a la

licenciada la cual demostró su asombro y entusiasmo al ver por primera vez un entorno hecho para

realidad virtual; comentando su inquietud acerca de sus estudiantes quienes mostraban un desprecio

y poca motivación en aprender el idioma inglés, incluso realizando una petición de cómo se podría

adoptar este prototipo y esta tecnología a la institución en pro de motivar a sus estudiantes y hacer

que vivan experiencias nuevas utilizando el idioma.

Por otro lado, se hicieron dos visitas domiciliarias a dos estudiantes de una institución educativa

privada en Lorica-Córdoba, una joven que cursa noveno grado y un joven que cursa onceavo grado,


donde sin interrupción ni percance alguno se llevó a cabo la prueba exitosamente, de igual forma

como a los demás estudiantes.

5. Encuesta sobre prueba piloto realizada

Finalizada la prueba, se procedió a realizar otra encuesta donde recopilar las opiniones y

experiencias de los sujetos de prueba del prototipo, mediante preguntas referentes a la interacción,

emociones, interfaz, comodidad, jugabilidad, entre otros. A partir de los resultados de esta encuesta

se analizan las mejoras al prototipo y posibles cambios a considerar para mejorar la experiencia del

usuario en el proceso de uso y aprendizaje.


VIII. RESULTADOS

A. Encuesta sobre la realidad virtual (VR)

Esta encuesta fue una herramienta muy útil a la hora de analizar el impacto de la aplicación y la

realidad virtual. A continuación, se presentan los resultados de esta con algunas gráficas obtenidas

del análisis de datos.

Para iniciar y tener una visualización de los usuarios, se realizaron preguntas sobre el sexo, la edad

y el nivel de estudios, donde se pudo observar que se mantuvo un buen equilibrio en el sexo de los

encuestados permitiendo tener respuestas genéricas hombres y mujeres por igual.

Fig. 9. Género de los encuestados.

En cuanto a la edad de los encuestados, se observó que la mayoría poseen entre 21 y 30 años con

un 65,22% seguido por usuarios entre 10 y 20 años con un 30,43%, y entre 31 y 40 con un 4,35%.

Se esperaría enfocar el proyecto a todo público que desee aprender y reforzar el idioma de una

forma que le resulte más útil con la aplicación en la cotidianidad, siendo un público de especial

interés, los estudiantes de instituciones educativas o usuarios entre los 10 y 20 años, visualizando

la aplicación como complemento a las metodologías de enseñanza actuales de las instituciones.


Fig. 10. Edad de los encuestados.

En cuanto al nivel de estudio de los encuestados, ya sea en curso o finalizado, se observa que un

69,57% de los encuestados es de estudios profesionales, seguido de un 15,22% de bachilleres,

6,52% técnico-tecnólogo y 8,70% con estudios de postgrado.

Fig. 11. Nivel de estudios de los encuestados.

Conociendo en este punto a los encuestados, se realizaron inicialmente preguntas para comprobar

el conocimiento de ellos sobre la realidad virtual, con lo que se obtuvo que un 93,18%, sabe sobre

esta tecnología. En cuanto a la visualización que tienen sobre esta, el 77,27% considera que es una


herramienta con mucho futuro en la educación y en los videojuegos. Adicional a esto, se observa

que el 20,45% piensa que la tecnología posee potencial pero no lo considera especial y un 2,27%

no la considera como algo importante o relevante. A partir de estos resultados se puede ver que la

mayor parte de los encuestados poseen una buena idea sobre esta tecnología y lo que se puede

llegar a obtener con su implementación en distintos campos. Para saber un poco más sobre la

expectativa de los encuestados en cuanto al futuro de esta tecnología se realizó una pregunta sobre

en qué campo esperan tenga más impacto en 4 años, obteniéndose los siguientes resultados:

Fig. 12. Campos de impacto de la VR dentro de 4 años.

Se puede observar la alta expectativa en el campo de los videojuegos, seguido por la educación los

cuales son los dos campos en los que se desea enfocar el proyecto.

Adicional a esto, un 77,27% conoce sobre algún juego de VR y sólo el 36,36% ha jugado uno

alguna vez, y 27,27% ha jugado alguno en un smartphone. Con lo que un 63,64% de los

encuestados no ha jugado un juego de VR.

A pesar de que un 27,27% ha utilizado un juego de VR en un smartphone, solo un 18,18% lo ha

descargado, lo que permite ver que a pesar del interés que muestran por la tecnología, no la han

incluido entre sus aplicaciones o herramientas.

Un 65,91% de los encuestados jugaría un juego de VR para smarphone y un 29,55% lo haría,

dependiendo del juego. Se presenta adicional un 4,55% que no lo utilizaría y solo un 6,82% conoce

juegos de realidad virtual enfocados en aprender un idioma.


Fig. 13. Formas utilizadas para aprender el idioma inglés.

Adicional se quiso saber, que medio o forma implementan los encuestados para aprender inglés.

En la gráfica se observa que el más utilizado es películas o series en inglés con un 79,55%, seguido

por aplicaciones para celular con un 56,82%. Este es un valor muy importante para el proyecto ya

que nos muestra la importancia de las aplicaciones para celular en este uso, convirtiendo el proyecto

en una buena oportunidad. Adicional a esto, comparando con métodos más convencionales, es un

resultado mayor, siendo un 47,73% cursos presenciales, 45,18% cursos por internet y 25% charlas

en sitios o grupos.

Para finalizar la encuesta se preguntó la opinión sobre la aplicación VR para aprender inglés

simulando entornos y situaciones cotidianas, con lo que se obtuvo en un 56,82% que tiene mucho

futuro en el aprendizaje del idioma inglés.

Fig. 14. Opinión sobre la aplicación VR.


B. Análisis de la prueba piloto con los estudiantes

Analizando las pruebas que se ejecutaron a los estudiantes, se observaron ciertos factores que

entorpecían la interacción con el prototipo, como lo son:

Un conocimiento nulo o escaso de tecnologías como la realidad virtual.

Poco o escaso manejo con un Joistick.

Desconocimiento del manejo y potencial de un smartphone.

Primera interacción con un visor de realidad virtual.

Un manejo insuficiente del idioma inglés.

Estos elementos repercuten en estudiantes que no practican el idioma de formas alternativas que

ofrece la tecnología, estando esto ligado a la poca inversión que se notó en los colegios visitados,

escasos recursos de los estudiantes, poco interés y motivación por intentar usar el idioma.

Adicionalmente se notó una variable referente al estrato, exigencia, ubicación y tipo de institución,

si es del estado o privada, es decir, no es lo mismo hacer la prueba en una institución de un

corregimiento, pueblo o municipio en comparación con hacer las pruebas en una ciudad, o hacer

las pruebas en colegios públicos en comparación a los privados. De todas formas, teniendo en

cuenta esta variable, se notó que el resultado fue algo similar, a pesar de que los jóvenes de colegios

privados mostraban un manejo mayor con los equipos utilizados y un entendimiento más profundo

del inglés.

Por otro lado, los jóvenes de colegios públicos mostraron un asombro y un interés mucho mayor al

momento de interactuar con el prototipo, quedando anonadados en su primera interacción con un

entorno en 360 grados, haciendo muchas preguntas, con ganas de repetir la prueba, ver más

contenidos y qué más se podía hacer con esta tecnología, incluso con ganas de obtenerla y poder

volver a interactuar con la realidad virtual.

C. Encuesta sobre prueba piloto realizada

Se presentan a continuación los resultados obtenidos de la encuesta realizada a los estudiantes que

realizaron la prueba piloto junto con gráficas obtenidas a partir del análisis de los datos.


Para iniciar el desglose de los resultados de la encuesta se indicará la información correspondiente

al sexo, grado que cursa, que método utiliza para aprender inglés y en qué nivel de inglés considera

que se encuentra. En cuanto al sexo, se realizó la encuesta y la prueba en un numero equivalente

de hombres y mujeres. El grado en el que se encuentran los estudiantes encuestados fue 6to, 7mo,

8vo, 9no y 11vo, siendo la mayor cantidad de grado noveno.

Fig. 15. Grado en que se encuentran los estudiantes encuestados.

En cuanto a la pregunta realizada a los sujetos de la prueba referente al nivel de inglés que

consideran poseen, siendo 1 el más bajo y 6 el nivel más alto, se observa que se reparte

equitativamente entre los niveles 3,4 y 5 con un 30% cada uno, y un 10% en un nivel 2.


Fig. 16. Cantidad de objetos tomados por los estudiantes en la prueba.

Analizando las formas con las que practican inglés, se observa que un 50% utiliza las clases de

inglés del colegio, seguido por un 30% con cursos presenciales. Se observa en los resultados que

sólo un 10% utiliza aplicaciones móviles para este fin, esto puede estar relacionado directamente

con los recursos económicos y acceso a este tipo de fuentes por parte de los sujetos de prueba. Esta

limitante que presentan los sujetos de prueba se cuenta definida por el contexto de los mismos, el

cual es un poco diferente a los encuestados al inicio del proyecto, donde la mayoría eran

profesionales y/o técnicos-tecnólogos.

Fig. 17. Formas utilizadas para aprender el idioma inglés por los estudiantes.


El aprendizaje por experiencias es una metodología enfocada en generar experiencias que sean

significativas tal que puedan ser recordadas, lo que facilita y mejora el aprendizaje. Por esto se

preguntó a los usuarios sobre las emociones que sintieron al momento de hacer la prueba, siendo

las más significativas el asombro y el interés, seguido por sorpresa, emociones importantes para

crear experiencias significativas en los estudiantes al utilizar la aplicación y la realidad virtual.

Adicional se les preguntó si se sintieron motivados al realizar la prueba a lo que el 100% respondió

que si estaban motivados y que es una idea innovadora.

Fig. 18. Emociones sentidas al realizar la prueba.

Conociendo ya un poco de los estudiantes, se procedió a analizar su opinión referente a la

aplicación y lo que esperaban de ella. Los usuarios observaron la aplicación como algo para

divertirse 50%, educar 40% y pasa tiempo 10%, lo que favorece la idea del proyecto ya que permite

que no sea vista sólo como algo para aprender, permitiéndole a los estudiantes divertirse y así

mejorar los factores del aprendizaje por experiencias. Adicional, el 100% de los encuestados

consideran la VR como un factor que le confiere un mayor interés y potencial al prototipo.

La interacción con el entorno y el modo de juego fueron calificados como útil en un 100% y 90%

respectivamente a pesar de que un 40% indicó no haber sido fácil para ellos interactuar con el

prototipo. En cuanto a los colores implementados en la aplicación, el 90% los considera adecuados.

Respecto al nivel de inglés implementado, consideraron un 90% que era adecuado para la prueba.

Sobre la opinión general de la aplicación y la calificación que le dan, un 90% la calificó como

buena y sólo un 10% como normal. La metodología del piloto de prueba se basó en cumplir las

instrucciones presentadas y tomar los objetos indicados por lo que se analizó cuantos objetos

tomaron los estudiantes al realizar la prueba de un total de 4. A pesar de haber contestado gran


parte de los estudiantes que creían poseer un nivel de inglés entre 5-4, un 70% no pudo tomar

ningún objeto con solo 10% que tomaron 1 y 20% que alcanzaron a tomar 2.

El diseño de juego en general fue califico de 1 a 5 con 1 el más bajo y 5 el más alto, en 5 por un

80% de los encuestados, y 4 por el 20% restante.

Además de las preguntas presentadas, se les pidió indiciaran que elementos mejorarían del

prototipo, siendo las mayores respuestas, está bien todo con 40% y la interacción con 30%.

Fig. 19. Sugerencias de mejora para la aplicación

Para finalizar la encuesta se les preguntó a los estudiantes si usarían el prototipo una vez terminado

y lanzado a lo que todos contestaron que sí y creen que el videojuego será usado por la gran mayoría

de estudiantes.

IX. CRONOGRAMA

A continuación, se presenta el cronograma de actividades del proyecto diferenciando las fases de

desarrollo y las actividades pertinentes en cada una con su respectivo tiempo aproximado.

TABLA I. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES DEL PROYECTO

FASE ACTIVIDADES TIEMPO APROXIMADO NECESARIO EN SEMANAS

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Diseño de

contenido

(idea y

dibujo 2D)

Guion tentativo

Arte conceptual

Comercializació

n y promoción

(prototipo en papel)


Storyboard

Modelado

3D

Escenarios

Objetos

Programac

ión

Diagrama de estado

Programación y

desarrollo

Diseño

sonoro

Documentación de

planos sonoros

Recolección de

audios sin copyright

Captura de

sonido(Foley)

Visualizaci

ón de

prueba y

error

Prueba de la

aplicación

Prueba de

usabilidad

Prueba de usabilidad

en estudiantes

Evaluación

y reporte

de

resultados

Evaluación de los

resultados

Reporte de

resultados

Implementación de

mejoras al prototipo


X. PRESUPUESTO

A continuación, se presentan los elementos necesarios para la implementación del presente

proyecto y su costo. Dichos costos son presentados en rangos, desde un valor mínimo hasta un

valor optimo actual. Estos valores son determinados por la calidad y características de los

elementos ofreciendo una mayor o menor inmersión, comodidad, resolución de pantalla, realismo,

entre otras.

TABLA II. PRESUPUESTO Y MATERIALES

Elementos Detalles Cantidad Costo

Materiales

Smartphone con

soporte de realidad

virtual

1 $ 300.000-2’600.000

Gafas de realidad

virtual para

smartphone

1 $40.000

Mando externo para

smartphone

1 (Incluido con las gafas)

Auriculares tipo

diadema con sonido

envolvente de 360°

1 $ 150.000 – 300.000

Total $ 490.000 - 2’940.000

Para el desarrollo del proyecto se requieren de ciertos programas que permiten desarrollar las

distintas fases de desarrollo. A continuación, se presentan costos actuales de las licencias de cada

uno. Estas licencias serían necesarias al momento de comercializar el producto.


TABLA III. PRESUPUESTOS Y SOFTWARE/HERRAMIENTAS

Elementos Detalles Cantidad Costo

Software/

Herramienta

Unity Motor de desarrollo para la creación de

juegos y contenidos 3D interactivos

multiplataforma

1 Licencia Free

Autodesk

Maya 3D

Programa informático dedicado al

desarrollo de gráficos 3D por ordenador,

efectos especiales y animación

1 Licencia de estudiante

Adobe

Illustrator

1 95.000 $ mensual

Mixamo 1 Licencia Free

Total


XI. CONCLUSIONES

Tras finalizada satisfactoriamente la realización del proyecto prototipo y las pruebas piloto, se

demuestra de entrada la gran capacidad que tiene un teléfono inteligente que soporte la realidad

virtual apoyado de unos visores VR en trasportara a otro sitio a los estudiantes que hicieron las

pruebas y sentirse sumergidos en ese entorno, muchos de ellos quedaron asombrados y

emocionados con esta tecnología, creando una experiencia única y deseando en otro momento

volver a tener otra oportunidad de incursionar en el mundo de la realidad virtual.

A lo largo de la implementación de las pruebas piloto se logró demostrar que el sistema de

detección de errores funcionaba correctamente, pero esto significaba una dificultad más al

momento en que los estudiantes interactuaban con la aplicación, por ende, se tomó la decisión de

solo dejar algunas interacciones que detectarían errores y les descontarían puntos. Tomando lo

dicho anteriormente se puede decir que el nivel de inglés planteado en la prueba piloto fue

demasiado complicado para los estudiantes, teniendo en cuenta que dicho nivel fue diseñado acorde

y adecuado para ser comprendido en su mayoría por estudiantes de bachillerato. Posteriormente

los resultados tomados por la prueba piloto evidencian que la población de muestra manifestó

poseer un nivel deficiente en el manejo del idioma inglés. Así mismo se observó un bajo interés

por partes de los estudiantes en aprender el idioma y por parte de las instituciones en garantizar

que los estudiantes tengan un buen manejo de este.

Por otro lado, se pudo analizar que los estudiantes de las instituciones públicas no tienen un

conocimiento acerca del nivel de inglés que poseen, muchos de ellos decían tener un nivel alto,

pero al momento de la prueba su rendimiento era muy distinto, en comparación a los estudiantes

de las instituciones privadas quienes se calificaron con un nivel bajo demostrando dicho nivel en

el desarrollo de la prueba. Esto nos acerca más a la falta de conocimiento y a la falta de conciencia

que tienen los alumnos de dichas instituciones públicas acerca del manejo del idioma inglés y de

lo que su interacción significa.

Ya para concluir, se logró que los estudiantes tuvieran un acercamiento a lo que podría ser un

escenario futuro en otro sitio donde se deberá usar el idioma inglés para resolver actividades y


situaciones, brindándoles una experiencia nueva donde aprendieron y se dieron cuenta que su nivel

de inglés aún no es suficiente para resolver una tarea sencilla.


XII. RECOMENDACIONES

La implementación de este prototipo se puede realizar a una escala mucho mayor en otros

dispositivos mas avanzados y con mas herramientas para hacer de la interacción y la inmersión una

experiencia aún más enriquecedora.

Por otro lado, en el desarrollo del prototipo y en las mismas pruebas se evidencio ciertas

dificultades en el modo de juego, señal de una investigación y un desarrollo que se podría

profundizar a futuro para darle una mayor experiencia y hacer de la jugabilidad mucho más fácil.


REFERENCIAS

[1] Clubplaneta, s.f.. [En línea]. Available: https://goo.gl/eEeHPm.

[2] A. S. Jabba, «Bilingüismo en Colombia,» Documentos de trabajo sobre economía regional,

nº 191, pp. 3-14, 2013.

[3] E. E. P. Index, «Niveles de inglés por provincia y ciudad,» 2015. [En línea]. Available:

https://goo.gl/MGyktK.

[4] Nacional, Ministerio de Educación, «Idiomas Extranjeros,» s.f.. [En línea]. Available:

https://goo.gl/r2XJHj.

[5] F. L. H. Reinoso, «Los métodos de enseñanza de lenguas y las teorías de aprendizaje,» Revista

de investigación e innovación en la clase de idiomas, nº 11, pp. 141-153, 2000.

[6] nacional, Ministerio de educación, «PROGRAMA NACIONAL DE INGLÉS,» 2014. [En

línea]. Available: https://goo.gl/1ZBb54.

[7] comunicaciones, Departamento de tecnologías de la información y las, «Sistemas adaptativos

y bioinspirados en ingeniería artificial,» 2012. [En línea]. Available: https://goo.gl/Rfm5CY.

[8] Bloomberg, «Company Overview of Virtuality Group Plc,» 2016. [En línea]. Available:

https://goo.gl/9rPPwN.

[9] Consortium, Web3D, «Web3D Consortium,» 2017. [En línea]. Available:

http://www.web3d.org/about.

[10

]

Lindenlab, «ABOUT LINDEN LAB,» 2017. [En línea]. Available:

https://www.lindenlab.com/about.

[11

]

Academy, National Computer Science, «Realidad Virtual en la Educación,» 2016. [En línea].

Available: https://goo.gl/pJbTFQ.

[12

]

J. R. Hilera, S. Otón y J. Martínez, «Aplicació de la realidad virtual en la enseñanza a través

de internet,» Cuadernos de documentación multimedia, nº 8, 1999.

[13

]

G. V. Oete, J. A. O. Carrillo y M. A. B. González, «La realidad virtual y sus posibilidades

didácticas,» nº 2, 2003.


[14

]

EcuRed, «EcuRed,» 2016. [En línea]. Available: https://goo.gl/ejMfGs.

[15

]

Martínez, Enrique, «Clasificación de los métodos de enseñanza,» 2016. [En línea]. Available:

https://goo.gl/dVkBLo.

[16

]

G. P. d. Lobatón, «Investigación formativa: experiencia significativa para la cultura

académica,» Opción, vol. 31, nº edicion especial 4, pp. 717-736, 20185.

[17

]

Gutierrez, Manuel J., «¿Cuáles son y para qué sirven los sensores de nuestros Android?,»

2014. [En línea]. Available: https://goo.gl/GZV4qg.

[18

]

Escartín, Emilio R., «Secretariado de recursos audiovisuales y nuevas tecnologías,» s.f.. [En

línea]. Available: http://www.sav.us.es/pixelbit/pixelbit/articulos/n15/n15art/art151.htm.

[19

]

Virtualspeech, «Distintos escenarios de la aplicación Language VR.,» 2017. [En línea].

Available: https://virtualspeech.com/es/idioma.

[20

]

idiomas, Sat, «¿ES LA REALIDAD VIRTUAL LA NUEVA FORMA DINÁMICA DE

APRENDER IDIOMAS?,» 2017. [En línea]. Available: http://satidiomas.com/realidad-

virtual-aprender-idiomas/.

[21

]

Metagraphos, «Virtual Bullet Time,» 2016. [En línea]. Available:

http://www.metagraphos.com/virtual-bullet-time/.

[22

]

Lab, Salisbury Robotics, «VR Environment for Bone Surgery,» 2015. [En línea]. Available:

http://web.stanford.edu/group/sailsbury_robotx/cgi-bin/salisbury_lab/?page_id=403.

[23

]

Aertec, «Proyecto DEMO, la realidad virtual en la industria,» 2015. [En línea]. Available:

http://www.aertecsolutions.com/2015/01/29/proyecto-demo-la-realidad-virtual-en-la-

industria/.

[24

]

Zolezzi, Celia Ramires, «5 usos increíbles de la realidad virtual,» 2015. [En línea]. Available:

http://parentesis.com/noticias/software_aplicaciones/5_usos_increibles_de_la_realidad_virt

ual.

[25

]

Ruiz, Miguel Angel García, «Metis Information security research group,» 2016. [En línea].

Available: https://goo.gl/i7bJc7.

[26

]

Universitat Pompeu Fabra, «Propiedades del Sujeto y el Entorno Virtual,» 2000. [En línea].

Available: https://goo.gl/hU7XHB.


[27

]

R. a. española, Diccionario de la lengua española, 2014.

[28

]

española, Diccionario de la real académia, «Mando,» 2014. [En línea]. Available:

https://goo.gl/oYzvXG.

[29

]

Wikipedia, «Wikipedia,» s.f.. [En línea]. Available: https://goo.gl/TX1XKh.

[30

]

Staff, VR, «Virtuality Gaming System,» 2015. [En línea]. Available: http://www.virtual-

reality-shop.co.uk/virtuality-gaming-system/.

[31

]

VRWiki, «Virtual Reality and HMDs,» 2016. [En línea]. Available:

https://vrwiki.wikispaces.com/Nasa+VIVED.


ANEXOS

A continuación, se mostrarán fotos que fueron tomadas en el trascurso del desarrollo de la prueba

piloto, donde se muestran algunos profesores haciendo participación de la prueba.

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Prototipo de realidad virtual para la comprensión del idioma … · 2018-07-12 · Prototipo de realidad virtual para la comprensión del idioma inglés. Remberto Antonio Argel Suárez,