Capacitación con realidad virtual
La Realidad Virtual es una herramienta que en México ha sido utilizada con éxito para apoyar a la capacitación del sector eléctrico reduciendo significativamente el número de accidentes.
Información validada por el Dr. Miguel Pérez-Ramírez, Grupo de Realidad Virtual del Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias (INEEL).
Cuando hablamos de Realidad Virtual (RV) nos referimos a la representación completa o parcial de un ambiente real o ficticio, a través del uso de medios electrónicos, que posee la propiedad de ser interactivo. Existen diferentes tipos de RV, entre ellos la no inmersiva, la inmersiva, la Realidad Aumentada y la Realidad Mixta.
La Realidad Virtual no inmersiva permite la interacción a través de un ratón y teclado sobre un monitor gráfico (computadora), así la persona nunca pierde la visión del mundo circundante. Es también conocida como RV de escritorio.
La Realidad Virtual inmersiva hace que la persona tenga la sensación de estar dentro de un ambiente virtual que le permite interactuar con los elementos existentes mediante la estimulación de sus sentidos: vista, tacto y oído. Requiere de elementos como guantes, visores, rastreadores de posición, etcétera.
La Realidad Aumentada se construye a partir de la superposición de sonidos o imágenes generadas por computadora sobre imágenes del mundo real, aumentando algún aspecto de la imagen real.
En la Realidad Mixta, el usuario puede interactuar simultáneamente en el ambiente real y en el ambiente virtual, dado que recibe estímulo visual (u otros) del ambiente virtual y a su vez el ambiente virtual responde a la interacción del usuario en el mundo físico.
Hoy en día la Realidad Virtual está disponible en muchas industrias, en especial en la del entretenimiento, la cual ha promovido su uso masivo y por consecuencia la reducción de sus costos.
En los últimos 20 años, la Realidad Virtual ha evolucionado ampliamente gracias a los avances tecnológicos que han permitido el desarrollo de novedosos conceptos y dispositivos de interacción. Su uso está presente en muchas industrias, principalmente en la del entretenimiento, la medicina y por supuesto la energética, siendo esta última abordada por instituciones de investigación y desarrollo como el Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias a través de su Grupo de Realidad Virtual.
Su incursión en el sector eléctrico en México
La RV se trata de un área multidisciplinaria que tiene un amplio espectro de aplicaciones como la capacitación, la operación, el diseño y el análisis. Debido a sus características, desde 2003 el Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias la está aprovechando como una herramienta para:
1. Simulación de situaciones que involucran algún riesgo, ya sea para personas o para equipos.
2. Interpretación y análisis de datos científicos mediante visualización de datos.
3. Navegación en ambientes virtuales y manipulación de elementos tridimensionales, sin contar con el objeto real o sin estar en el sitio, a fin de explorar y comprender procesos, fenómenos y conceptos.
Esta tecnología ha sido aplicada con impacto y contribución de valor, principalmente en las áreas de capacitación y diseño en la Comisión Federal de Electricidad (CFE).
Se han desarrollado diferentes sistemas de RV no inmersiva para CFEDistribución. El primero fue ALEn3D–MT (Sistema de RV para Adiestramiento en mantenimiento a Líneas Energizadas de Media Tensión), que por su aportación innovadora al entrenamiento de linieros se hizo acreedor al premio INNOVA 2008 de la paraestatal. Este sistema contiene modelos y animaciones 3D de maniobras de mantenimiento a líneas energizadas, que los estudiantes -sin estar sometidos a ningún tipo de riesgo- pueden recorrer a voluntad, interactuando y visualizando cada secuencia de acciones dentro de un ambiente virtual, donde además se hace énfasis en los aspectos de seguridad.
La arquitectura de ALEn3D–MT estableció las bases para desarrollos posteriores que la usaron para lograr una funcionalidad similar. Actualmente existen más versiones de este sistema: ALEn3D-AT y ALEn3D-LS para entrenamiento en mantenimiento a líneas de Alta Tensión y Líneas Subterráneas, respectivamente.
El INEEL también desarrolló una versión para la CFE-Líneas de Transmisión, denominada SiCaMLT, en el que se hizo énfasis en los trabajos de alto riesgo para la capacitación y entrenamiento del personal liniero que realiza el mantenimiento a los aislamientos de las líneas de alta tensión de 400 KV energizadas y de 230 KV energizadas / desenergizadas.
Más tarde surgieron los sistemas de diseño de subestaciones (SIDSED), para capacitación en pruebas a subestaciones (3DMaPPS), y a protecciones (SAMPyM3D). Estos dos últimos, además de integrar las bondades de ALEn3D, permiten la navegación libre dentro de las instalaciones de una subestación de distribución.
Todos estos sistemas de entrenamiento incluyen elementos para retroalimentar la vista, el oído y permiten la interactividad, con el fin de abarcar a una audiencia mayor, captando a los diferentes tipos de personas de acuerdo a sus canales preferidos de aprendizaje. Esto incluye a los estudiantes auditivos que prefieren escuchar, a los visuales que aprenden mejor viendo y kinestésicos (en menor grado al tratarse de sistemas no inversivos), a través de la interactividad con el sistema, lo cual además motiva el aprendizaje activo, es decir, el ambiente donde el estudiante participa activamente durante su propio aprendizaje. Así, estos sistemas ofrecen animaciones 3D que permiten visualizar lo que debe hacerse en cada prueba y ofrecen explicaciones en texto que son automáticamente reproducidas en audio, para estimular el sentido auditivo de aquellos que prefieran escuchar en lugar de leer.
Laboratorio de RV
Como resultado del desarrollo e implantación de sistemas de Realidad Virtual no inmersivos para la capacitación y entrenamiento de personal de la CFE, y con la finalidad de continuar innovando en esta línea de investigación, el INEEL definió e implementó un Laboratorio de Realidad Virtual con el objetivo de ofrecer productos y servicios innovadores con tecnologías de realidad virtual inmersiva, sistemas de realidad virtual en ambientes web, sistemas de realidad virtual colaborativos y simulación dinámica virtual, entre otras.
La RV ha demostrado ser útil en los procesos de capacitación, diseño y simulación, para contribuir a la toma de decisiones.
Los componentes más importantes de dicho laboratorio son:
1. Sistema de visualización avanzada. Permite visualizar imágenes 3D en alta definición, está compuesto por proyector, tarjeta gráfica 3D con estereoscopia activa, pantalla flexible de gran formato (6 x 3.4 m), espejo de retroproyección, lentes esteroactivos y emisores infrarrojos.
2. Equipo de inmersión. Son dispositivos especializados que permiten la visualización 3D y manipulación de objetos virtuales. Está compuesto por guante inalámbrico, guante cableado, casco 3D o Head Mounted Display(HMD), lentes iglasess, y lentes estero pasivos (Anaglyph).
3. Sistema de rastreo. Permite conocer la posición de un dispositivo en sus coordenadas X, Y y Z, para posteriormente determinar si el usuario ha desplazado o rotado un objeto. Este sistema está compuesto por rastreador cableado e inalámbrico.
4. Equipo de navegación. Estos dispositivos facilitan la interacción hombre máquina en ambientes virtuales. Los equipos disponibles son: mouse 3D, control alámbrico tipo Playstation, Wii mote y Nunchuck de Nintendo.
5. Sistema de audio profesional. Ofrece un sistema de sonido de alta calidad, está compuesto por receptor de audio y video Dolby, reproductor de dvds, 2 bocinas y 1 subwoofer, y sistema de micrófonos inalámbrico.
Actualmente el INEEL continúa avanzando en la ruta tecnológica trazada y está incursionando en la Realidad Virtual aumentada y mixta, en la integración de ambientes virtuales en simuladores y en la integración de agentes animados afectivos, con el objetivo de ampliar el impacto y la aportación de valor de la RV dentro de los procesos de capacitación.
Cabe resaltar que de ninguna manera estos sistemas sustituyen a los instructores expertos, pues tratándose en su mayoría de entrenamiento en actividades de alto riesgo, sólo un instructor experto puede determinar cuándo un estudiante está completamente preparado para poder realizar actividades en las instalaciones reales. En estudios realizados, este nuevo método de entrenamiento ha mejorado el aprendizaje en un 21% con respecto al aprendizaje tradicional. Se espera que esta mejora pueda tener impacto en otros indicadores tales como la disminución de accidentes de trabajo, los cuales la mayoría de las veces resultan fatales.
¿Qué más hace el INEEL?
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Fuentes:
https://www.ineel.mx/boletin032011/divulga.pdf
https://www.ineel.mx//boletin032011/breve02.pdf
