EDOCENCIA MULTIMEDIA DE NEUROPSICOLOGÍA POR INTERNET: DESARROLLO DE AMBIENTES VIRTUALES SOBRE INTERNET

 

CONFERENCES
TOPIC: NEUROPSYCHOLOGY AND THE NET
Ing. Marilú Martínez Gutiérrez
Ing. Juan Alfredo Lino Gamiño
Ing. Juan Carlos Gutiérrez A.
Coordinación de Proyectos Especiales
León. México
  

 
Resumen

En este documento se detalla el desarrollo de aplicaciones de software que mediante el uso de herramientas (programas especializados, compiladores de lenguajes para aplicaciones orientadas a objetos, etc.) y equipos periféricos de Realidad Virtual (VR) generen un ambiente computacional que intentará mezclar el espacio numéricamente modelado en computadora con el espacio tridimensional que experimenta el usuario .

Concluimos que por medio de ambientes virtuales distribuidos es factible hacer mapas, crear "realidades de consenso" e interactuar en forma avanzada con las personas por medio de desplazamientos electrónicos en tres dimensiones. Las posibilidades educativas, científicas, culturales y lúdicas son muy amplias.
 

Las aplicaciones e impacto de VR en diversos campos del conocimiento humano apenas están empezando a evaluarse, baste mencionar que su utilización es factible en: educación, investigación, simulación, arte y diseño, capacitación de personal, publicidad, y desde luego, entretenimiento. En cualquiera de estas áreas, VR intenta sumergir al usuario en un espacio virtual que le hace perceptible (por medio de técnicas avanzadas de procesamiento de imágenes, la manipulación de periféricos que permiten la interacción y el desplazamiento multidimensional, así como el diseño de una rica interfase gráfica) un extenso conjunto de datos que pueden representar entidades demasiado abstractas, demasiado complejas o demasiado pequeñas como para ser percibidas en forma directa por el nuestro sistema sensorial.

El uso de modernos sistemas virtuales de interacción facilitan la modelación de tareas entre personas al crear un espacio de manipulación, desplazamiento y presencia sensorial como si se estuviera trabajando en el mundo "real". Varios pensadores como Umberto Eco y Jean Baudrillard han esbozado nuevas posibilidades para éstos ambientes, y generaron el término "hiperrealidad" para referirse a una esfera de conexión humana de gran interacción donde la información, la comunicación y los medios múltiples convergen en un solo lugar. Internet contiene apartados para varios servicios de información como: foros de discusión, bibliotecas electrónicas, comercio electrónico, email y web, a los que se suman nuevo desarrollos como stream (video y audio), MUD´s, MOO´s, y las computadoras "usables" a la manera de recientes investigaciones en el MediaLab del M.I.T.

El término "Realidad Virtual" es usado actualmente por un gran número de personas y tiene a la vez varios significados. Para algunos el término VR significa "una colección específica de tecnologías" como cascos de visualización (Head Mounted Displays, o HMD`s), guantes y audio. Sin embargo el concepto desde el punto de vista de Sistemas va mucho más allá, una buena definición es la siguiente: "Realidad Virtual es una forma en que los humanos visualizan, manipulan e interactúan con las computadoras y con datos en extremo complejos".

La parte de visualización se refiere a la generación de visión vía computadora obedeciendo a entradas del usuario por medio de periféricos especializados. Las imágenes son terminados visuales de un modelo matemático en la computadora. Este mundo puede ser un modelo de CAD, una simulación de algún proceso, o una consulta de una base de datos. El usuario puede interactuar con el "mundo" directamente y manipular objetos dentro de él. Algunos despliegues visuales son animados con datos de otros procesos, como las simulaciones físicas mencionadas. Otros utilizan guiones (scripts) de animación simples.

Cuando unimos los servicios que ofrece Internet a través de su protocolo de comunicaciones TCP/IP con la visualización avanzada en modo tridimensional, aparece una nueva rama de la información que se ha dado en llamar "Telegeografía", la cual puede definirse como : nueva rama de la geografía que elabora mapas en base a los patrones de tráfico telefónico y otras comunicaciones electrónicas. Hay lugares creados o percibidos solamente vía telecomunicaciones (por ejemplo, desde una dirección de red), los artefactos de telecomunicaciones (antenas, terminales) en un sitio y el balance del poder de las telecomunicaciones en un país o región comparados unos con otros. Podemos ver ejemplos de éstas metáforas y representaciones visuales a partir de mapas geográficos, los cuales intentan localizar en el espacio de la red los lugares de servicio, niveles de tráfico y velocidades o calidades de los enlaces de comunicaciones.


Fig 1. Mapas de actividad en comunicaciones.
 
 

Fig 2. Mapa de enlaces.

Para el desarrollo de nuestro proyecto se establecieron tres etapas, una construida sobre la otra, de forma tal que en un período relativamente corto se lograran resultados evaluables en el marco de los proyectos de desarrollo e investigación del Plantel. Estas fases son como sigue:


Fig 3. "Territorios" de servicios en Internet.

Las aplicaciones que están siendo generadas para VR cubren un amplio espectro, desde juegos hasta simulación y diseño de negocios. Muchas aplicaciones involucran "mundos" similares al nuestro como el modelamiento CAD y el arquitectónico. Algunas otras proveen formas de presentar desde una perspectiva aventajada no posible en el mundo real, como en simuladores científicos, sistemas de teleproceso y sistemas de control de tráfico aéreo, por mencionar unos cuantos. Otros usos son totalmente diferentes a lo que jamás hayamos experimentado.

Estas últimas aplicaciones son las más difíciles e interesantes de construir. Es factible, por ejemplo, desarrollar un sistema que despliegue los flujos de mercados financieros o bien, un navegador para consultar bases de datos gigantescas o bases de información y conocimiento.

Es totalmente factible y además deseable la integración de equipos interdisciplinarios tanto de investigadores como de alumnos y tesistas en las varias etapas de desarrollo del proyecto, lo cual enriquecería los logros y enfoques que se vayan estableciendo. Además, se podría hacer extensivo a otras áreas como Arte y Diseño, Educación y Ciencias del Hombre, dada la gran aplicabilidad de los sistemas VR.

El interés por el proyecto comenzó con el anterior proyecto de Multimedia, tendencia que ha tenido un auge innegable dentro de las líneas tecnológicas en el campo de la Ingeniería de Sistemas, Computación e Informática. Una extensión de Multimedia, en la cual no sólo se manejan Video, Audio, Animación e Interacción es la Realidad Virtual.

Por medio de los Sistemas Inmersivos o No-inmersivos, se intenta mezclar el ambiente real del usuario con un ambiente informatizado, y de dicha mezcla obtener un conjunto de experiencias novedosas y ricas sensaciones que aumenten aquellas perspectivas sensoriales que de otro modo: no se tendrían, serían costoso producir en forma real o simplemente no tendrían otra representación mas que por medio de la herramienta computacional.

En tanto que los "productos" de VR son impactantes y fáciles de usar, no ocurre así con las herramientas de desarrollo e interfaces de usuario. Mucho del software que actualmente se maneja para la programación de estas aplicaciones es caro, se encuentra en su fase experimental o requiere computadoras muy potentes (MR Toolkit, Alias System y OML, por ejemplo), lo cual hace difícil que un usuario no programador o con pocos recursos sea capaz de generar aplicaciones del campo. Sin embargo, una gran cantidad de empresas y grupos que están trabajando en VR estiman que de seguir el ritmo actual, dentro de poco tiempo será posible contar con instrumentos poderosos del tipo Authoring que se manejan actualmente para multimedia en varias plataformas.

Recientemente se ha comenzado a vender software de desarrollo de costo medio, cuya principal ventaja es que no tiene el requerimiento de correr obligadamente en un equipo de cómputo de alta potencia, y que sus aplicaciones se pueden ejecutar casi directamente en la mayoría de las computadoras del mercado

Concluimos entonces que:

  • Existe una tendencia naciente por desarrollar programas virtuales, dados los altos avances de la tecnología actual.
  • Se pueden implementar aplicaciones complejas para la simulación de eventos por computadora.
  • Podemos hacer uso de la visualización ampliada como solución cuando las variables son muchas o muy complejas para representar un fenómeno con un elevado número de variables.
    • Por lo que respecta al equipo de cómputo, se dispone de un sistema que cumple con las características particulares de equipo que necesitamos para el desarrollo. Este equipo fue comprado a finales del semestre pasado, y tiene ya instalado todo el software necesario para la operación.

    Marco Teórico.

    Para el desarrollo de un sistema VR es necesario tener una amplia comprensión de los diferentes factores que intervienen en el fenómeno. Los esfuerzos para crear la visualización de datos complejos han sido hechos por grupos de investigadores durante varios años, pero hasta la llegada de VR, los medios alcanzados fueron limitados y no permitieron interacción ni visualización avanzada. La realidad virtual ha revolucionado literalmente la forma en que se interpretan los datos complejos.

    Algunos avances técnicos como la creación de cascos y guantes con sensores, que permiten la manipulación de información espacial ha hecho posible la creación de sistemas capaces de recrear la realidad en la que vivimos, a través de un medio artificial.

    Muchas ramas del mundo científico se benefician directamente de la visualización avanzada. La Medicina por ejemplo, tiende al uso de sistemas HMD para apoyar la planeación de operaciones quirúrgicas delicadas. El cirujano tiene la capacidad de ver -a través de la imagen proyectada en su casco- la localización física de órganos y tumores, por ejemplo. La NASA ha utilizado un sistema de realidad virtual para la reparación del telescopio orbital Hubble.

    Una distinción fundamental de los sistemas VR con otros similares como Multimedia, es la forma en que interactúan con el usuario. Entre las formas más comunes se tienen:

  • Sistemas "Windows on World" (WoW): usan un monitor convencional de compuadora para desplegar el mundo visual. Algunas veces también se le llama Desktop VR. El usuario ve a través de la pantalla como su fuera una ventana que se abre al ambiente modelado.

    • Fig 4. "Territorios" de servicios en Internet.

    Fig 5. Entrada en el "mundo" principal.

    Tenemos disponible un programa ya configurado en la dirección ftp://uia.mx.uninet.edu/pub/virtual.exe para que usted pueda enlazarse a nuestro propio servidor en desarrollo. Como originalmente hemos hecho la programación para el ambiente de la red local, es probable que experimente un cierto retraso en las comunicaciones, pero se pueden apreciar suficientemente los diversos mecanismos de control y servicios que estamos creando.
    Bibliografía