Blog que narra la experiencia en la construcción y uso de conceptos de la Realidad Aumentada para favorecer el desarrollo kinestésico y reconocimiento de colores con niños

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Herramientas Utilizadas

I. HERRAMIENTAS DE MODELAMIENTO, DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN

ARGOUML.

ArgoUML es una aplicación de diagramado de UML escrita en Java y publicada bajo la Licencia BSD. Dado que es una aplicación Java, está disponible en cualquier plataforma soportada para Java.

SIMPLE DIAGRAMS

SimpleDiagrams es una herramienta creada por McQuillen Interactive, LLC y permite crear diagramas simples de manera rápida y fácil.

II. HERRAMIENTAS DE PROGRAMACION

PROCESSING

Processing es un lenguaje de programación y entorno de desarrollo integrado de código abierto basado en Java, de fácil utilización, y que sirve como medio para la enseñanza y producción de proyectos multimedia e interactivos de diseño digital. Fue iniciado por Ben Fry y Casey Reas a partir de reflexiones en el Aesthetics and Computation Group del MIT Media Lab.

Processing es desarrollado por artistas y diseñadores como una herramienta alternativa al software propietario. Puede ser utilizado tanto para aplicaciones locales así como aplicaciones para la web (Applets). Se distribuye bajo la licencia GNU GPL.

OPENCV

OpenCV es una biblioteca libre de visión artificial originalmente desarrollada por Intel. Desde que apareció su primera versión alfa en el mes de enero de 1999, se ha utilizado en infinidad de aplicaciones. Desde sistemas de seguridad con detección de movimiento, hasta aplicativos de control de procesos donde se requiere reconocimiento de objetos. Esto se debe a que su publicación se da bajo licencia BSD, que permite que sea usada libremente para propósitos comerciales y de investigación con las condiciones en ella expresadas.

III. HERRAMIENTAS DE HARDWARE

–          Equipo de Cómputo: Laptop ADVANCE, Intel Pentium P6100 – 2.0Ghz

–          Cámara Web Genius Eye 110 Instan Video (No recomendado)

La cámara web Genius Eye 110 es una de las cámaras que se utilizó en el proyecto, más no  brindo una buena performance  a la hora de detectar colores, los que eran mostrados en tonos diferentes.

Características:

  • conectividad USB 2.0
  • resolución máxima 640×480 pixeles,
  • compatibilidad con Win Vista y Win 7,
  • girable 360 grados,
  • aplicación directa para messenger,
  • gran flexibilidad de su material y su soporte
  • posibilidad de grabar en WMV y sacar fotos en JPEG con el soft incluido

–          Cámara Web Longitech WebCam Pro 9000

Cámara Web Recomendada

El éxito o no de un algoritmo de visión por ordenador depende en gran medida de la calidad de la imagen sobre la que se trabaja. Es por ello que en este proyecto se cambió de la cámara Genius Eye 110 Instan Video (que ofrecía una baja calidad en la representación del color real en la pantalla) a una cámara de video de contrastada validez como la Logitech QuickCam Pro 9000. Esta cámara es capaz de producir un video fluido y natural e instantáneas de hasta 8 megapíxeles. Y gracias a su enfoque automático de gama alta las imágenes son siempre nítidas.

Especificaciones:

  • Optica Zeiss con enfoque automático.
  • Sensor nativo de alta resolución de 2 megapíxeles.
  • Video en alta definición (hasta 1600 x 1200*).
  • Modo de pantalla panorámica de 720p (con sistema recomendado).
  • Fotos de hasta 8 megapíxeles (mejoradas desde el sensor de 2 megapíxeles).
  • Microphone con tecnología Logitech RightSound.
  • Video de hasta 30 cuadros por segundo.
  • Certificación USB 2.0 de alta velocidad.

Otra cámara utilizada es la Microsoft LifeCam VX-5500, con un desempeño similar a la Cámara Web Genius Eye 110, con la dificultad que no funcionó con las librerías de OpenCV en Window 7.

Nuestros Objetivos para el Desarrollo del Proyecto Pintura Virtual para la Realidad Aumentada

Para el desarrollo de nuestro proyecto definimos nuestros objetivos y nos planteamos un conjunto de conceptos, los que nos guiaron a lo largo del proyecto:

Objetivo General:

Desarrollar y validar una aplicación de realidad aumentada que permita la mejorar de las habilidades kinestésicas y expresión artística en niños de la Educación Primaria.

Mejorar  el autoestima e identidad  de los niños del 4º a través del  apoyo a sus compañeros  menores y la publicación de  su  aporte en el Internet.

Objetivo Específico:

  • Desarrollar una aplicación de realidad aumentada que permita mejorar las habilidades kinestésicas.
  •  Desarrollar una aplicación que apoye el reconocimiento y trabajo con colores.
  •  Describir el proceso metodológico para usar la aplicación en el desarrollo de las capacidades y habilidades consideradas en el Diseño Curricular Básico Regular.
  • Documentar el uso de la aplicación.

Con los niños más grandes:

  • Mejorar las competencias comunicativas  de los niños al  dirigir , coordinar,  interactuar y comunicar al  grupo sus ideas o conceptos, usando creativamente diferentes canales o medios  que se apoyan en las TIC.
  • Incorporar y usar efectivamente las TIC como herramienta para exponer un tema, recoger ideas o enseñar lo aprendido.

Justificación:

Muchos de nuestros niños por sus condiciones  socioeconómicas carecen de una estimulación kinestésica adecuada dentro de sus hogares, la escuela tiene el reto de poder subsanar estas debilidades presentes en los hogares. La inteligencia Kinestésica está vinculada con la capacidad para controlar nuestro cuerpo en actividades físicas coordinadas como la deportiva, la danza, las habilidades manuales, entre otras. A través de la inteligencia Kinestésica corporal adquirimos información que, por efecto del movimiento y la vivencia, se convierte en aprendizaje significativo. Esta es una de las principales inteligencias a desarrollar en la etapa de la niñez.

La expresión es una necesidad vital en el niño que le hace posible, en primer lugar, adaptarse al mundo y posteriormente, llegar a ser creativo, imaginativo y autónomo. La expresión es un instrumento de desarrollo y comunicación del ser humano que se manifiesta por medio de diferentes lenguajes. La expresión plástica, como forma de representación y comunicación, emplea un lenguaje que permite expresarse a través del dominio de materiales plásticos y de distintas técnicas que favorecen el proceso creador. Lo fundamental en este proceso es la libre expresión, no la creación de obras maestras. El color, la línea, el volumen y la forma constituyen elementos básicos del lenguaje plástico que debemos formar.

El desarrollo de la experiencia parte de  dos aspectos fundamentales el primero la identificación de un conjunto de capacidades que se desean desarrollar en los niños  y en segundo lugar la identificación de los mejores procedimientos para lograr las capacidades desde la Realidad Aumentada usando la tecnología presente en nuestra Institución Educativa, la capacidad creativa y la investigación.

Además de  permitir un trabajo solidario entre compañeros más grandes con los pequeños.

REQUERIMIENTOS FUNCIONALES DE LA SOLUCION

  • El usuario deberá tener la posibilidad de dibujar usando su dedo o algún dispositivo que permita realizar trazos en el aire y estos deben ser representados en la pantalla.
  • El sistema deberá proveer el espacio dentro de la pantalla que permita un trabajo adecuado  para realizar los trazos pertenecientes al dibujo.
  • El sistema debe proveer pinceles que permitan realizar el pintado sobre el trazo.
  • Es deseable que la selección de cualquier elemento de dibujo o pintura sea también implementado mediante reconocimiento visual o detección de movimiento.
  • El sistema debe posibilitar el reconocimiento de los conceptos de lateralidad.
  • El sistema debe permitir trabajar  reflejos y movimiento kinestésico.
  • El sistema debe permitir el reconocimiento de los colores básicos.
  • El sistema debe de retroalimentar la selección de un color con imágenes de dicho color.

REQUERIMIENTOS NO FUNCIONALES DE LA SOLUCION

  • El sistema debe poder ser usado por niños desde el primer grado.
  • El sistema debe proveer un bajo número de fallas en el reconocimiento de los trazos.
  • El sistema debe estar en capacidad de permitir en el futuro el desarrollo de nuevas funcionalidades, modificar o eliminar sus funcionalidades después de su construcción y puesta en marcha inicial.

REQUERIMIENTOS DE DOMINIO DE LA SOLUCION

  • Se debe procurar que la solución a desarrollar esté basada en Software Libre para evitar gastos por licencias.

LIMITACIONES DEL PROYECTO

Las limitaciones a las que está sujeta la aplicación son:

  • El tiempo desarrollo de la solución se esta desarrolla en los tiempos libres.
  • El desarrollo  de los algoritmos de visión artificial: la detección y seguimiento del movimiento es un área  investigación reciente por lo que  la información es limita.
  • Necesidad de una buena Cámara: una limitación muy importante  es la calidad de la cámara que realiza la captura; el éxito de la aplicación depende de este factor.