Realidad extendida
# Realidad extendida

Realidad extendida (RE) es un concepto complejo, abierto y en constante cambio que se atribuye a las tecnologías que crean entornos y objetos generados de manera digital. Se utiliza como un término paraguas que comprende la realidad virtual, aumentada y mixta, complementando la capacidad de añadir información de manera virtual con el control y conocimiento de un entorno real. En los últimos años, todas estas realidades se están desarrollando y creciendo de manera exponencial y debido al continuo desarrollo de las interacciones humano-máquina, esta connotación está en continua evolución.

Este término nace de la idea del continuo de la virtualidad de Milgram y Kishino y persigue el desarrollo de aplicaciones y experiencias en diferentes niveles de interacción mediante una combinación de canales de información: sonidos, reconstrucciones tridimensionales, información aumentada, interacción con el medio digital... Por eso engloba otros conceptos que se enmarcan entre el mundo real y el mundo digital como el cine en 3 Dimensiones, el 5G o la Inteligencia Artificial.

La aparición de la realidad extendida nos permite observar las relaciones con la tecnología desde un nuevo punto de vista, más allá de la realidad aumentada o virtual y ver sus potenciales usos desde una perspectiva más abierta, dando lugar a múltiples posibilidades en la manera en la que nos relacionamos con la tecnología.

La naturaleza de esta definición es muy amplia y difícil de concretar pues va evolucionando a medida que progresan las nuevas tecnologías como también los conocimientos sobre estas. Así, es común el uso erróneo del concepto de realidad virtual (RV) para referirse a lo que se entiende como realidad extendida. La realidad extendida como concepto engloba las ideas de: realidad aumentada (RA),realidad virtual (RV) y realidad mixta.

La realidad aumentada tiene tres propiedades en sí misma: logra combinar el mundo real y el virtual, proporciona la interacción entre los dos mundos y presenta objetos tridimensionales en esta combinación. La realidad aumentada utiliza imágenes del mundo real y objetos virtuales colocados en lugares específicos, logrando así proporcionar una interacción entre ambos mundos.

La realidad virtual es la tecnología que posibilita al usuario, mediante el uso de un visor de realidad virtual, sumergirse en escenarios tridimensionales en primera persona y en 360 grados.

La realidad mixta involucra juntar distintos espacios físicos y virtuales creando un límite transparente entre ellos. De forma resumida, la realidad mixta permite incluir objetos virtuales sobre el mundo real o sobre un entorno virtual de forma simultánea. Para conseguir dicha experiencia, se requieren dispositivos específicos, tales como cámaras o sensores de proximidad.

La diferencia entre estos tres conceptos es que la realidad aumentada es un entorno real con objetos digitales a diferencia de la realidad virtual que es un entorno completamente virtual. Así pues, la realidad mixta es la unión de los dos conceptos anteriores, ya que posibilita interactuar con objetos reales en un contexto virtual, estar completamente inmerso en un entorno virtual, o representar elementos virtuales en un contexto real.

## Conceptos de realidad extendida

La realidad extendida (ER) es el término referente a la unión de elementos virtuales y reales, e interacciones humano-máquina gracias al uso de determinados dispositivos. Dicho término engloba a la realidad virtual, aumentada y mixta.

### Realidad virtual

La realidad virtual (VR) es un término común para describir contenido que puede reproducirse mediante dispositivos digitales, como dispositivos móviles y gafas de realidad virtual. Su objetivo es una inmersión verdadera o total: la sensación de estar en otro lugar sin estar físicamente en dicho lugar.

### Realidad aumentada

La realidad aumentada (AR) es una tecnología que nos permite usar contenido virtual en el mundo físico, es decir, entornos de aprendizaje combinados donde se mezclan elementos virtuales y reales, proporcionando información al usuario. Se permite integrar objetos virtuales en el mundo real, y al contrario del caso anterior, no se aísla de su realidad. Presenta las siguientes propiedades:

* Combina objetos virtuales y reales en un ambiente real.
* Se ejecuta interactivamente en tiempo real.
* Registra (alinea) objetos reales y virtuales unos con otros.
* Es aplicada a todos los sentidos del usuario.

Son muchos los ejemplos de realidad aumentada, como Google Maps, Google Lens, manuales de usuario de determinadas marcas o videojuegos de personajes que cobran vida, como Pokémon GO.

### La realidad mixta

La realidad mixta (MR) no es una tecnología por sí sola, sino una combinación de ellas. Se sitúa a caballo entre la aumentada y la virtual, teniendo como objetivo ofrecer lo mejor de ambas. Sus principales características son:

* Permite combinar ámbitos reales y virtuales.
* Es una tecnología interactiva y en tiempo real.
* Se puede registrar en tres dimensiones.

## Origen y evolución de la realidad extendida

En 1838, el científico Charles Wheatstone describió el concepto de visión binocular, donde el cerebro es capaz de combinar dos imágenes para crear una imagen en 3D. Esto llevó al desarrollo de los primeros estereoscopios, dispositivos que combinaban un par de imágenes y las convertían en una imagen tridimensional. Hoy en día estos dispositivos se utilizan en realidad virtual para crear profundidad.

El origen de la realidad extendida se remonta a finales de los años 50 del siglo XX. Morton Heilig fue el creador de la máquina llamada Sensorama, que en su patente de 1962 definía como una forma de estimulación sensorial para lograr una experiencia más realista. En este sentido, la aparición de la realidad aumentada nace alrededor del año 1990. Años más tarde, en 1999, Hirokazu Kato creó ARToolKit, una completa biblioteca de herramientas de código abierto para crear aplicaciones de realidad aumentada. Esto supuso el impulso definitivo para los desarrolladores e investigadores de este campo.

## Usos y herramientas de realidad extendida

La relación entre humanos y máquinas ha revolucionado el mundo de la tecnología y la investigación en esta temática ha experimentado un gran auge. Cada vez surgen más dispositivos basados en formas de interacción natural e intuitiva y que están alcanzando un gran éxito comercial y acercando las nuevas tecnologías a una mayor cantidad de usuarios. En este sentido aparecen interfaces tangibles y nuevos usos de la realidad extendida como los mundos virtuales 3D o las capacidades de los dispositivos móviles y de los sensores. Lo digital y lo físico se entrelaza para dar a la persona una experiencia multisensorial y sumamente interactiva. Algunos usos y herramientas relacionadas con la realidad extendida son:

* Juegos: cada vez es más frecuente que nuestros teléfonos móviles utilicen la realidad aumentada como una forma de hacer que el jugador se sienta parte del juego. De este modo, en el año 2016, se popularizó un juego para teléfonos inteligentes llamado Pokémon Go para dispositivos iOS y Android. Este juego consiste en el que el jugador debe recorrer las calles de su ciudad para descubrir toda clase de Pokémon, cuyas distintas especies van apareciendo en función de la zona visitada. Las calles del mundo real aparecen representadas en forma de mapa, que muestra el lugar donde se encuentra el jugador y la cámara del teléfono se utiliza para capturar a estos Pokémon como si estuvieran realmente caminando entre nosotros.
* Aplicaciones infantiles: sería el caso de Quiver, una aplicación basada en un libro infantil que permite a los niños colorear una plantilla y, posteriormente, escanearla con un dispositivo para observar cómo su dibujo cobra vida. Una aplicación muy similar es Chromeville. Desde el punto de vista educativo, tanto la realidad aumentada como la realidad virtual, englobadas dentro del término realidad extendida, ofrecen múltiples ventajas y es que, a través de este tipo de aplicaciones, se facilita un aprendizaje constructivista y se fomenta la colaboración más allá del espacio físico.
* Cascos de realidad virtual: dentro de la realidad extendida, también cobra gran importancia el uso de los cascos o gafas de realidad virtual que nos permiten introducirnos en un mundo ficticio elaborado completamente por ordenador y que ofrece una experiencia de 360 grados. Gracias a ellos podemos sumergirnos en videojuegos como si fuéramos los propios personajes, aprender a operar a corazón abierto o perfeccionar la calidad de un entrenamiento deportivo para obtener el máximo rendimiento, facilitar el aprendizaje en el ámbito educativo y en museos, así como intervenir con efectividad en diferentes tipos enfermedades de salud mental. En este aspecto, dos de los cascos de realidad virtual más famosos son el casco Oculus Quest 2, unas gafas de realidad virtual prácticamente independientes, que funcionan sin cables y se convierten en una consola por sí mismas. Las gafas cuentan con cuatro cámaras en la parte frontal, una en cada esquina, que se encargan de recibir información del exterior (por ejemplo, por si hemos estado jugando y no sabemos si nos hemos movido mucho por la habitación o dónde estamos)y, también una serie de micrófonos que nos permiten realizar llamadas, comunicarnos en los juegos o, simplemente, controlar el sistema con órdenes de voz. Otro sería el HTC Vive, unas gafas de realidad virtual lanzadas en marzo de 2015 y diseñadas por HTC y Valve. A diferencia de sus competidores, HTC Vive se compone de un sistema de sensores láser Lighthouse que nos permite movernos libremente por la sala. Gracias a los mandos que cuentan con gatillos, un control háptico HD y 24 sensores de movimiento, nuestros brazos se trasladan al mundo virtual con una precisión milimétrica para tocar, coger, y manipular los objetos virtuales. Sin embargo, su configuración no es sencilla y no está recomendado para jugar en habitaciones demasiado pequeñas porque sus dos estaciones base (sensores que permiten captar nuestra posición) deben colocarse en esquinas opuestas de una habitación de como mínimo 1,5 m x 2 m y a la altura de la cabeza. Además, es necesario utilizar algunos cables para conectarse a un ordenador, lo cual también dificulta su uso.
* Aplicaciones de edición y redes sociales: en estos casos, hacemos uso de la realidad extendida con la cámara de nuestras tabletas o nuestros teléfonos inteligentes que nos permiten grabar el entorno real como base y añadir otros elementos que se mezclan con ellos. Uno de los ejemplos más claros son los famosos filtros que se utilizan en redes sociales como Instagram, Facebook o Snapchat. Estos sirven para colocar sobre nuestro rostro diferentes elementos como maquillaje, pegatinas, texto o distintos accesorios que solo existen a través de las pantallas y que se fusionan y se mueven con nosotros.
* Decoración y tiendas de muebles en línea: el mundo de la realidad mixta también ha influenciado fuertemente el campo del diseño y la decoración. Esta tecnología permite tomar fotografías o vídeos de una habitación en concreto con la cámara de un teléfono inteligente y después insertar en ella un mueble virtual, por ejemplo, un sofá en tres dimensiones. La mayor ventaja de esto es que el cliente puede saber sin necesidad de imaginárselo cómo quedará ese sofá en su salón o si debe o no cambiar los muebles de su cocina y esto facilita mucha la decisión de compra y la tarea de los diseñadores y vendedores. En este aspecto, podemos destaca la aplicación de la multinacional sueca IKEA, que en el año 2017 lanzó Ikea Place, una aplicación de realidad mixta disponible en Google Play que nos ayuda a decorar nuestra casa integrando muebles en 3 dimensiones directamente desde su catálogo. En la aplicación, los muebles tienen consciencia del espacio y de la distancia y se colocan en la escala adecuada para que veamos cómo quedarían realmente.
* Moda a través de dispositivos de realidad mixta: Amazon ha patentado lo que ha llamado el “espejo mágico”, que permite probar ropa de forma virtual y ofrece un resultado fiel de cómo combinan unas prendas con otras. Este espejo estaría un paso por delante de la cámara Echo Look que Amazon comercializa como asistente de moda. Este gadget consistiría en hacer una foto al usuario y, posteriormente, de manera virtual, mezcla esa imagen real con la prenda que se haya elegido a través del asistente virtual Amazon Alexa. En principio, el espejo mágico solo está registrado como una patente pero es cuestión de tiempo que se convierta en realidad.
* Robótica e inteligencia artificial: se trata de la capacidad de las máquinas para usar algoritmos, aprender de los datos y utilizar lo aprendido en la toma de decisiones de la misma forma en la que lo haría un ser humano. A diferencia de estos, las máquinas no necesitan descansar y pueden trabajar con grandes cantidades de información en un instante. Cada vez más, el uso de la inteligencia artificial y los robots tienen más impacto en áreas como la salud, el bienestar, la educación, el trabajo y las relaciones interpersonales.
* La exploración del espacio: El uso de sistemas de realidad extendida (RE) tiene una larga historia en la exploración del espacio. El primer uso de tales por parte de la NASA es el simulador LOLA (Lunar Orbiter Láser Altimeter) con el cual se entrenaron con éxito los astronautas, tripulantes de las misiones Apolo 11 y Apolo 12. La NASA construyó varios simuladores de vuelo en movimiento para permitir que los astronautas ensayen para el aterrizaje de los transbordadores espaciales. Gracias a las computadoras portátiles, los astronautas ya podrían traer versiones portátiles de sus simuladores de vuelo con los que poder practicar el aterrizaje mientras estén en órbita terrestre baja. A partir de los 90, se empieza a usar un simulador de RE para entrenar la ayuda simplificada para rescate EVA. En numerosas ocasiones hoy en día, la RE se está aplicando con éxito en la Estación Espacial Internacional (EEI):RA y RV en uso en la EEI
   * Fotografía RV 360: Por cortesía de la EEI se puede observar la Tierra en tiempo real. Acercar el público internacional al día a día de la vida en EEI es parte de las relaciones públicas de EEI y NASA con la idea de difundir información y ganar apoyo en los proyectos.
   * Investigación científica en la EEI.
   * Integración de realidad aumentada e inteligencia artificial para proporcionar una mejor conciencia situacional de los astronautas a través de los cascos de realidad aumentada Microsoft HoloLens. Es parte del proyecto Sidekick de NASA y Microsoft y está en uso en la EEI desde diciembre de 2015.
   * Tele-presencia en robonautas dentro del proyecto Pilote.
   * Alivio de los efectos del viaje espacial en el cuerpo humano.
   * Efecto perspectiva: La miniserie de realidad virtual Space Explorers: The ISS Experience (2020), filmada por los astronautas de la EEI con la ayuda de cámaras de realidad virtual hechas a medida y diseñadas para operar en gravedad cero, ofrece a los espectadores una perspectiva única de nuestro planeta y la vida en la EEI.
* Microsoft HoloLens: se trata del nuevo dispositivo de Microsoft lanzado recientemente y con el que el gigante tecnológico pretende llevar la realidad mixta a otro nivel. Es el elemento estrella de la plataforma Windows Mixed Reality y consiste en unas gafas inteligentes y ergonómicas que funcionan como una pantalla que nos muestra hologramas delante de nuestros ojos. A diferencia de otras gafas con estas características, las Hololens nos permiten, además de visualizar elementos virtuales, interactuar con ellos sin utilizar otros dispositivos como los mandos y podemos mover los elementos, ampliarlos o alejarlos, pulsar botones, e incluso reconocer el iris para que el usuario pueda iniciar sesión de forma automática. Además, gracias al eye tracking, las gafas también son capaces de rastrear de forma precisa dónde está mirando el usuario.
* La realidad extendida en la educación, es una tecnología multidisciplinar, que no requiere ni excesivo gasto en software ni conocimientos avanzados de informática para su implantación en el ámbito educativo. Se considera una herramienta aliada a la hora de afianzar el uso de las TIC en los procesos de enseñanza-aprendizaje, donde el alumnado se hace partícipe de experiencias que no solo aumentan su motivación si no también su rendimiento académico. Según el cono de la experiencia de Edgar Dale, la participación activa en actividades de simulación, representa el 90% de lo que aprendemos y además se conserva en la memoria a largo plazo. Los códigos QR son un buen ejemplo de la utilización de la realidad aumentada en el aula. Un recurso que se puede utilizar fácilmente y con buenos resultados para profundizar información en trabajos escritos. También para potenciar la metodología aula invertida a través de recursos digitales de imagen, o metodologías activas como la gamificación a través de escaneado de códigos para resolver escape rooms. Por otro lado, la realidad virtual, es el escenario perfecto para asignaturas artísticas como Educación Plástica Visual y Audiovisual (EPVA) en la etapa de la Educación Secundaria Obligatoria. El programa Artsteps, permite crear galerías virtuales para presentar trabajos artísticos, a la vez que se produce un trabajo colaborativo y participativo entre el alumnado, potenciando su motivación, crítica constructiva, reflexión y argumentación. También se puede unir educación y cultura con la incorporación de la realidad aumentada en las visitas a museos, galerías, fábricas o empresas, donde se proporciona información complementaria y de tipo audiovisual que enriquecen significativamente la experiencia. Un ejemplo se encuentra en el Museo Arqueológico de San Miguel de Azapa, que desarrolló la interfaz de una aplicación de realidad aumentada para acercar la historia de una comunidad ancestral de la Aldea de San Lorenzo, a través de representaciones 2D y 3D de los espacios físicos así como de los restos arqueológicos. Se concluyó que era un recurso útil para acercar la visita a personas con movilidad reducida.

## Realidad extendida y educación

El concepto de realidad extendida se puede aplicar a numerosos ámbitos, entre los que encontramos el área de la educación. La realidad extendida es cada vez más accesible, tanto a nivel económico como al nivel social. Es por ello por lo que la gran parte de la población puede hacer uso de ella, llevando por consiguiente la instrumentalización en ámbitos educativos para hacer uso de sus ventajas pedagógicas.

El continuo y rápido desarrollo de la tecnología digital fuerza a los docentes a considerar cómo las nuevas tecnologías, métodos y prácticas se pueden aplicar a la enseñanza para conseguir una alta calidad educativa. La realidad extendida pone a disposición de los estudiantes una realidad virtual, aumentada y mixta que ha supuesto un cambio drástico en comparación a la docencia tradicional. La realidad extendida combina el mundo real con el mundo virtual para crear experiencias interactivas, de manera que los objetos físicos y digitales interactúan de forma constante. Esto da una nueva posibilidad a los docentes de explorar con sus estudiantes gracias a sus características.

El uso de la realidad extendida en la educación nutre el proceso de aprendizaje. Su introducción y uso crea una diversión para los estudiantes aumentando su motivación en su educación. Asimismo, ellos desarrollan su habilidad imaginativa y crítica y descubren una manera alternativa de introducirse en el proceso educativo.

Es bastante común utilizar técnicas de realidad extendida como recurso puntual en las prácticas educativas tradicionales, en muchas ocasiones con la intención de captar la atención del alumnado y generar algo de motivación en este. A pesar de las maravillas sensoriales que ofrecen las diferentes variantes de realidad extendida, ninguna de ellas genera por sí misma un aprendizaje. Para que se de esta situación, será necesario un buen diseño tecnopedagógico en las actividades llevadas a cabo. Se requiere por tanto el uso de metodologías pedagógicas emergentes que exploren las posibilidades de las nuevas tecnologías.

La realidad extendida permite al alumno explorar el aprendizaje por la práctica, poniendo a prueba los conocimientos adquiridos previamente o creando nuevos con la práctica. Ahora es posible acercar al alumno en escenarios o contextos muy costosos, arriesgados o difíciles de replicar. Algunos ejemplos podrían ser simulaciones médicas o entrenamiento de pilotos de aeronaves.

La gamificación es el uso de mecánicas de juegos trasladada a otros ámbitos como el educativo, el profesional o el sanitario. La principal cualidad que aporta la realidad extendida a la gamificación es el aumento de la sensación de inmersión en el juego, transformando cualquier entorno real en un escenario de juego. Un ejemplo de aplicación podría ser las gymkanas, donde la realidad extendida brinda un nuevo abanico de posibilidades pedagógicas.

### Ventajas e inconvenientes de aplicar la realidad extendida en educación

**Ventajas**

* Permite la interactividad tanto con la herramienta como con el espacio-tiempo y el resto de personas.
* Mejora la comprensión y retención de conceptos abstractos.
* Mejora la experiencia del aprendizaje, siendo éste más real.
* Fomenta la cooperación y la colaboración.
* Desarrolla la competencia digital.
* Favorece la investigación, búsqueda e indagación.
* Favorece la motivación y curiosidad.
* Fomenta el aprendizaje visual.
* Permite reforzar o ampliar conocimientos ya adquiridos.
* Se adapta a los diferentes niveles de aprendizaje y características de los estudiantes.
* Desarrolla la creatividad.

**Inconvenientes**

* Ver esta tecnología como un objetivo.
* Falta de formación del profesorado, debido a la escasa información que hay relacionada con el ámbito educativo.
* Existencia de la brecha digital entre el alumnado.
* Requiere de mucha dedicación por parte del profesorado.
* Debe llevarse a cabo en un entorno controlado para evitar accidentes.
* El uso de dispositivos o gafas de realidad virtual no está recomendado para menores de 12 años.
* Se desconoce los efectos provocado por el uso de esta tecnología a largo plazo.

### Utilidades de la realidad extendida en educación

La realidad extendida puede ser utilizada en educación de muchas formas. Una de las más comunes es haciendo uso de marcadores para lo libros de texto, como la utilización de códigos QR que pueden ser enfocados por la cámara de la tableta o de un dispositivo móvil para poder dar información complementaria a partir de hipervínculos. En Geografía podemos utilizarlo poniendo dicho marcador en un parte de un mapamundi, que dará información relativa a los diferentes continentes en función de cuál enfoquemos.

En Historia podemos utilizar herramientas que nos permiten hacer viajes en el tiempo e ir a los acontecimientos históricos más importantes. Además, nos permiten obtener información relevante de los diversos puntos de interés de la zona mediante la geolocalización de la posición en la que estamos.

En Matemáticas hay aplicaciones que nos permiten aprender geometría con figuras en 3D, en las cuales se explican las partes que las componen y cómo se realizan los cálculos geométricos.

En Biología podemos aprender y comprender el cuerpo humano en profundidad, a través de aplicaciones que permiten adentrarnos en el cuerpo y conocer sus partes, funciones y características principales.

En Física y Química, podemos utilizar aplicaciones que simulan una navegación por el espacio y van apareciendo distintos científicos e información sobre sus logros y trabajos a lo largo de su vida, así como sus inventos y descubrimientos más relevantes.

Y también existen herramientas para los más pequeños, a través de las cuales, por ejemplo, podemos visitar un zoo para poder aprender y conocer los diferentes animales.

### Realidad extendida y atención a la diversidad

La evolución de las nuevas tecnologías como internet, la realidad extendida o el uso de los dispositivos móviles se han convertido en elementos clave dentro de nuestra sociedad y, específicamente, en el ámbito educativo. Por eso, el uso de herramientas y aplicaciones de RE podrían ser muy beneficiosas para las niñas y niños con discapacidades sensoriales, como aquellos que presentan dificultades visuales o de audición, dado que pueden satisfacer las necesidades de comunicación del entorno, favoreciendo así su inclusión en la sociedad. Sin embargo, podemos comprobar que en relación con las personas con discapacidad auditiva, se utiliza en gran medida la tecnología móvil sobre la RE. Por ello, se deben dar nuevas opciones de apoyo al proceso educativo, así como métodos colaborativos y lúdicos a través del uso de la tecnología móvil y la RE.

La realidad extendida puede ser utilizada para ayudar a personas con discapacidad visual, a través de herramientas o aplicaciones que permiten ver mejor las imágenes aplicando zum, contraste y color. De esta forma se puede ver la pizarra o seguir la clase con mayor facilidad.

Además, es de gran ayuda también para las personas con autismo o problemas en la comunicación, ya que existen aplicaciones con tableros de comunicación con sonidos y distintos tipos de imágenes que les permiten poder comunicarse.

## Potencial de la realidad extendida en el campo de la educación

La realidad extendida aún está en construcción en el ámbito educativo. Todo tipo de metodología atraviesa por cuatro etapas para su posterior instauración en el sistema educativo. En la primera fase, se valora si tiene más ventajas de lo ya creado; en la segunda, que los resultados y las consecuencias de su introducción se puedan medir objetivamente; En tercer lugar, que tenga relación con los valores y principios de la institución; Y por último, se trata la forma de aplicación y comprensión en el ámbito.

* La realidad extendida posibilita al alumnado a ver la realidad en diferentes formatos multimedia, que a su vez sean creados por el estudiante a tiempo real para idear un espacio comunicativo.
* En el aprendizaje de idiomas, la realidad extendida aporta beneficios para el desarrollo de las destrezas orales y escritas, ya que pueden implementarse con imágenes, videos y animaciones.
* Facilita la comprensión de conceptos complejos.
* Esta herramienta potencia la posibilidad de producir aprendizajes históricos y culturales nuevos, partiendo y usando la historia de una cultura como aliciente de motivación para el alumnado.
