Desarrollo de objetos aumentados y validación de una metodología

Desarrollo de objetos aumentados y validación de una metodología de diseño
de objetos aumentados
Gustavo López
Centro de Investigación en Tecnologías de la Información y Comunicación
Universidad de Costa Rica
[email protected]
Luis Guerrero
Escuela de Ciencias de la Computación e Informática
Universidad de Costa Rica
[email protected]
Introducción o definición del problema
La computación se ha desarrollado de manera acelerada en las últimas décadas y se ha avocado a
facilitar las labores de la vida cotidiana. Sin embargo, en los últimos años los usuarios de nuevas
herramientas han visto limitadas sus labores debido a que algunas interfaces clásicas ya no logran
satisfacer las interacciones necesarias para aprovechar las capacidades computacionales [7].
Recientemente han aparecido nuevos escenarios de interacción no tradicional, es decir sistemas
que no necesariamente requieren de teclado, mouse o monitor para funcionar, sino que utilizan
objetos aumentados y otras formas de interacción. La computación ubicua es una de las áreas que
estudia estas nuevas formas de interacción.
La computación ubicua es uno de los principales espacios de investigación en interacción
humano-computador no tradicional que tiene como objetivo integrar la computación al entorno
de las personas, las últimas investigaciones en esta área se ha desarrollado alrededor de
componentes de hardware para protocolos de red, soporte a la interacción y la privacidad entre
otros [13]. En conjunto con estas investigaciones se ha desarrollado el área de los objetos
aumentados [8].
Los Objetos aumentados son básicamente objetos de uso cotidiano, que han sido provistos con
características adicionales, a través de hardware y/o software, para permitir a las personas
interactuar, a través de ellos, con sistemas computacionales. Muchos objetos aumentados han
sido desarrollados durante los últimos años, con el fin de apoyar actividades en diferentes áreas,
como salud [5, 6, 11, 12], educación [4, 9, 10] y otras actividades cotidianas [1, 2, 3]. Día a día,
estos objetos se vuelven más comunes para mayor cantidad de personas.
Dado que no existía una metodología para el desarrollo y validación de la construcción de objetos
aumentados, Guerrero et al. [7] proponen una metodología donde básicamente se toman los
requisitos funcionales y no funcionales del sistema a desarrollar, y se hace un estudio sobre los
posibles objetos candidatos que podrían ser aumentados con uno o varios de los requisitos.
Después se diseña un prototipo, se construye y se valida con usuarios finales. El propósito de esta
investigación es validar la metodología propuesta en [7] y de ser posible mejorarla.
Justificación
En la actualidad no existe una metodología validada para el desarrollo de objetos aumentados.
Únicamente existe una propuesta empírica. La validación de esta metodología proveería una
forma sistemática de diseñar y crear prototipos de objetos aumentados (hardware + software).
Lo anterior permitiría a nuevos actores, como compañías desarrolladoras o investigadores,
incorporarse al área de objetos aumentados de manera sistemática y así aprovechar el
conocimiento generado a partir de varios años de investigación en el área.
Metodología utilizada
En este proyecto de investigación se ha propuesto validar la metodología presentada por Guerrero
et al. [7] para el desarrollo de objetos aumentados, realizar un diagnostico de la misma y ampliar
la investigación para determinar si existen otras investigaciones afines. Una vez que se valide la
propuesta teóricamente, se desarrollarán tres prototipos siguiendo esta metodología con el fin de
observar la factibilidad (ventajas y/o desventajas) de aplicarla.
Mientras se desarrollan los tres prototipos se buscarán otros problemas específicos cuyas
posteriores soluciones se puedan incorporar a la metodología. Lo que se propone es, una vez
definido al problema, identificar objetos candidatos a ser aumentados, diseñar, construir y probar
un prototipo funcional del objeto y validar su funcionalidad. Cuando se hayan desarrollado los
tres prototipos se determinará si la metodología propuesta es funcional o no y a la vez se listarán
sus fortalezas y debilidades. Finalmente se propone ajustar la metodología en caso de ser
necesario.
Resultados
El presente proyecto se encuentra a la mitad de su ejecución. Hasta el momento se han
desarrollado las dos primeras etapas de la metodología, se realizó una investigación sobre
proyectos y trabajos relacionados con desarrollo de metodologías para la creación de objetos
aumentados, y de computación ubicua en general. De la revisión se rescataron algunas
experiencias en el desarrollo de objetos aumentados alrededor del mundo y las publicaciones
relacionadas mencionaban algunos problemas encontrados que a la postre se pueden tomar en
cuenta para mejorar la metodología.
Una vez que se realizó la investigación se dio inicio al primer prototipo, siguiendo la
metodología. Los pasos seguidos fueron los siguientes:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Definición del problema
Contexto de uso del objeto
Definición de requerimientos
Selección del objeto a aumentar
Desarrollo del prototipo
Pruebas con usuarios
El problema que se decidió atacar en este primer prototipo fue el siguiente: Las personas han
creado una dependencia con la comunicación por medios electrónicos como el correo
electrónico, y existen muchas empresas que facilitan este servicio, ya sea de forma gratuita o
pagada. Para tener acceso a la información de su correo electrónico, el usuario debe acceder a
la interfaz del mismo para poder observar el contenido. Debido a lo anterior, hemos encontrado
la necesidad de desarrollar algún mecanismo que le indique a un usuario si posee correos
importantes sin leer en el buzón de entrada de su correo electrónico, sin la necesidad de acceder
a la interfaz y revisarla periódicamente.
Una vez identificado el problema, se definió el contexto de uso limitado al correo electrónico
(personal y laboral). Los requerimientos definidos fueron los siguientes: (1) el sistema debe
notificar en caso de recibir un correo importante, (2) el conjunto de datos a mostrar debe ser
suficiente para dar un buen contexto al usuario, (3) el sistema debe ser configurable para
modificar la definición de “importante”. Posterior a la definición de requerimientos se seleccionó
el objeto a aumentar. Inicialmente se tomaron 4 objetos candidatos: llaveros, porta papeles, porta
lápices y notas adhesivas. Se realizó una validación semántica y sintáctica de los objetos para
determinar que el objeto que causaba una menor carga cognitiva al usuario eran las notas
adhesivas.
El siguiente paso fue la construcción del primer prototipo. Este se desarrollo con los dispositivos
llamados Phidgets (Phidgets). El primer prototipo consistió de un servo contenido en una caja
diseñada para protegerlo. La figura 1 muestra el primer prototipo desarrollado.
Figura 1. Primer prototipo del notificador de correo electrónico
Una vez desarrollada la primera versión del prototipo que se muestra en la figura 1 (que además
tiene un sistema web para su configuración) se hizo una prueba funcional donde se detectaron
algunos inconvenientes relacionados al sistema web y otros relacionados al objeto aumentado
especialmente relacionado con Windows. El principal problema que se encontró fue que cuando
Windows cerraba la sesión o entraba en modo hibernación finalizaba el proceso que hacía que se
moviera el objeto aumentado por lo que era necesario mantener la sesión abierta y el proceso
corriendo. La figura 2 muestra el dispositivo conectado a un monitor y la figura 3 muestra la
interfaz del sistema web que se desarrolló para configurar el sistema.
Figura 2. Primer prototipo conectado
Figura 3. Sistema de configuración del primer prototipo
Cuando se corrigieron los problemas en la primera versión se realizó una evaluación (estudio de
usabilidad) con tres usuarios a los que se les pidió que utilizaran el sistema y llevaran un diario
donde cada entrada representaba el hecho de que les llego una notificación. Los principales
resultados de esta evaluación fueron:




En promedio solo el 26.19% de las notificaciones correspondían a correos realmente
importantes.
En la mayoría de las ocasiones la notificación se recibió cuando el usuario estaba en la
computadora aunque no estaba revisando el correo electrónico en ese momento.
Había que realizar muchos pasos para encender el sistema
En una ocasión el sistema dejo de funcionar.
Es interesante recalcar que la mayoría de dudas eran con respecto al sistema web y no al objeto
aumentado. Las tres pruebas se realizaron dentro de la UCR debido a que la seguridad de los
servidores no permitió que se ejecutara el sistema del objeto aumentado fuera de la red
universitaria.
Investigación futura
Para continuar con la investigación se plantea incorporar los hallazgos a una nueva versión del
prototipo de objeto aumentado del notificador de correo electrónico. Posteriormente se propone
desarrollar otros dos prototipos para finalmente validar la metodología de una forma práctica y
mejorarla de ser posible.
Referencias
1. Aguilera, F., Alarcón, R., Collazos, C., y Guerrero, L.A. (2006). A Cognitive Model of
User Interaction as a Guideline for Designing Novel Interfaces. In Advanced Software
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Federation for Information Processing, Vol. 219, Springer, pp. 62-76.
2. Aguilera, F., Neyem, A., Alarcón, R., Collazos, C., Guerrero, L.A. (2006). Rethinking the
Design of Enriched Environments”. Proceedings of PerSys'06, LNCS 4278, Springer
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3. Alamán, X., Ballesteros, F., Bravo, J., Fernández, D. (2007). Ambient Intelligence at
Home: Facts and Future. In Cepis Upgrade: Ambient Intelligence. Novatica, 8, 4, pp. 1318.
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5. Bravo, J., López-de-Ipiña, D., Fuentes, C., Hervás, R., Peña, R., Vergara, M., Casero, G.
(2008). Enabling NFC Technology for Supporting Chronic Diseases: A Proposal for
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6. Gasca, E., Favela, J., Tentori, M. (2009). Assisting Support Groups of Patients with
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7. Guerrero, L., Ochoa, S. y Horta, H. (2010). Developing Augmented Objects: A Process
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8. Ishii, H., Ullmer, B. (1997). Tangible Bits: Towards Seamless Interfaces between People,
Bits and Atoms. Proceedings of ACM CHI’97, Atlanta, Georgia, USA.
9. Patten, J., Recht, B., Ishii, H. (2006). Interaction Techniques for Musical Performance
with Tabletop Tangible Interfaces. Proceedings of ACE’06, California, USA, June.
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Proceedings of the ACM CHI’04, Boston, USA, April.
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12. Villarreal, V., Laguna, L., López, S., Fontecha, J., Fuentes, C., Hervás, R., López-deIpiña, D., Bravo, J. (2009). A Proposal for Mobile Diabetes Self-control: Towards a
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13. Weiser, M. (1993). Ubiquitous Computing, Hot Topics. IEEE Computer, Vol. 26, No. 10,
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