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Modelo de desarrollo de aplicaciones móviles basadas en
videojuegos para la navegación de personas ciegas
Jaime Sánchez
Departamento de Ciencias de la
Computación
Centro de Investigación Avanzada en
Educación (CIAE)
Universidad de Chile
Chile
(56-2) 978-0500
jsanchez@dcc.uchile.cl
Luis Guerrero
Departamento de Ciencias de la
Computación
Centro de Investigación
Avanzada en Educación (CIAE)
Universidad de Chile
Chile
(56-2) 978-0500
laguerre@dcc.uchile.cl
Mauricio Sáenz
Departamento de Ciencias de
la Computación
Centro de Investigación
Avanzada en Educación
(CIAE)
Universidad de Chile
Chile
(56-2) 978-0500
msaenz@c5.cl
Héctor Flores
Departamento de Ciencias
de la Computación
Universidad de Chile
Chile
(56-2) 978-0500
hflores@c5.cl
ABSTRACT
Existe una necesidad real de contar con sistemas para que
personas con discapacidad visual mejoren las habilidades de
movilidad y orientación, es especial para que los niños puedan
mejorar su autonomía en el futuro. Sin embargo, estos sistemas
deben ser diseñados acorde a los objetivos, metodologías y
recursos disponibles, así como también considerando los
intereses y formas de interacción de los usuarios finales. Este
trabajo presenta un modelo de desarrollo para aplicaciones
móviles, basado en videojuegos, con sus principales
características, que considera distintos niveles de abstracción y
distintas etapas en el diseño y desarrollo de sistemas que
permitan mejorar habilidades de movilidad y orientación.
RESUMEN
Existe una necesidad real de contar con sistemas para que
personas con discapacidad visual mejoren las habilidades de
movilidad y orientación, es especial para que los niños puedan
mejorar su autonomía en el futuro. Sin embargo, estos sistemas
deben ser diseñados acorde a los objetivos, metodologías y
recursos disponibles, así como también considerando los
intereses y formas de interacción de los usuarios finales. Este
trabajo presenta un modelo de desarrollo para aplicaciones
móviles, basado en videojuegos, con sus principales
características, que considera distintos niveles de abstracción y
distintas etapas en el diseño y desarrollo de sistemas que
permitan mejorar habilidades de movilidad y orientación.
KEYWORDS
Modelo de ingeniería de software, videojuegos móviles,
videojuegos serios, movilidad y orientación
INTRODUCCIÓN
Las relaciones espaciales en los primeros años de vida se
establecen a través de la capacidad de situarnos en el espacio,
utilizando distintas vías sensoriales y estrategias que nos
permitan asimilar e integrar la información que obtenemos del
medio, transformándola en conocimiento significativo que
utilizaremos a lo largo de nuestras vidas [2].
Desde muy temprano en nuestras vidas, la primera forma de
contacto con el mundo que nos rodea es a través del
movimiento. Cuando un niño explora y tiene contacto físico con
su mundo es cuando el aprendizaje se lleva a cabo. Este
principio fue estudiado ampliamente por Piaget y Bruner
[26][27][62], quienes en sus estudios describen que en las
primeras etapas el movimiento es una de las primeras formas de
contacto con el entorno y la realidad que nos rodea.
En el caso de un niño ciego, en el período sensoro-motriz de su
desarrollo aspectos tales como la permanencia del objeto será un
concepto difícil de ser adquirido, puesto que la visión es el
sentido que principalmente entrega información acerca de la
presencia los objetos o las personas en un cierto lugar [2]. Para
poder desarrollar esta habilidad en un niño con discapacidad
visual es necesario que se le acompañe verbalmente en todos los
movimientos que realiza. Primero se le explica la secuencia y
luego se le ayuda a realizarla, reiterando esquemas de acción
una y otra vez para que logre asimilarlo e interiorizarlo en su
estructura cognoscitiva.
A diferencia de un niño que posee visión, en donde el
movimiento surgirá a raíz de la curiosidad visual, el niño ciego
carece de la experimentación visual, tal como verse en un
espejo, ver a otras personas y relacionarse entre sí o sentir
atracción visual hacia un objeto [23]. Al no existir esta
posibilidad visual en el niño con discapacidad visual, de verse
“atraído” por las cosas, su movilidad se verá disminuida, pues
en una primera instancia el sonido no es capaz de transmitirle
que existen cosas que puede tocar, lo que con el tiempo y un
buen desarrollo de la percepción auditiva puede cambiar [23].
En consecuencia, todas las experiencias de un niño con
discapacidad visual en relación a un niño vidente en las primeras
etapas de su vida, no le permiten integrar de la misma manera
sus experiencias táctiles, auditivas y cenestésicas [50]. De esta
forma, su situación espacial puede ser mejor asimilada si se le
provee de experiencias en las que pueda manipular los objetos y
realizar contacto corporal con superficies duras (pared, suelo,
etc.). En el caso de los niños con algún remanente visual, tienen
la ventaja de que muchas veces este resto visual les permite
Sánchez, J., Guerrero, L., Sáenz, M., Flores, H. (2009). Modelo de Desarrollo de
Aplicaciones Móviles basadas en Videojuegos para la Navegación de Personas
Ciegas. En J. Sánchez (Ed.): Nuevas Ideas en Informática Educativa, Volumen 5,
pp. 177-187, Santiago de Chile.
conocer e incluso superar la percepción que tiene una persona
con visión sobre los objetos y conceptos espaciales, ya que éstos
serán de vital importancia en sus vidas al momento de
implementar estrategias que le faciliten su orientación en el
espacio y desplazamiento a través de éste [2].
En cuanto a la orientación, los niños con un déficit visual desde
temprana edad deberán aprender y comprender que estar
orientado es saber dónde se encuentran, y conocer la relación de
su aquí con otros lugares del espacio. Deben aprender a
establecer y utilizar puntos de referencia que les permitan saber
dónde se encuentran ubicados en un momento determinado de
su desplazamiento [41].
De esta forma, a pesar de que la carencia del canal visual
evidentemente repercute en la obtención de información del
medio y en el desarrollo de las nociones espaciales, ha quedado
demostrado que el niño/a con ceguera o baja visión es capaz de
desarrollar la orientación espacial al igual que un niño con
visión [2]. La diferencia radica en la utilización de las demás
vías sensoriales y en la necesidad de conocer de forma
estructurada el entorno que les rodea, pudiendo generar
esquemas mentales que le posibiliten desenvolverse en el
entorno a través de la implementación de diversas estrategias
que ellos mismos generen en la medida que sus capacidades
espaciales aumenten y sus necesidades e intereses vayan
determinando su necesidad de situarse en el espacio [2].
Movilidad y Orientación con Tecnología
Existen variadas formas de ayudar a los usuarios con
discapacidad visual para que logren un desplazamiento
autónomo con el apoyo de tecnología. Una de ellas es
asistiéndoles con ayudas tecnológicas in situ, con el fin de
proporcionarles información adicional de contexto cuando se
están desplazando, las que se conocen como tecnologías de
ubicación. Estas tecnologías se pueden definir como cualquier
ítem, equipamiento o sistema adquirido comercialmente, ya sea
modificado o adaptado de manera tal que pueda ser usado para
aumentar, mantener o mejorar las capacidades funcionales del
usuario ciego [31]. Estas tecnologías utilizan diversos medios
como RFID, IrDA, Bluetooth o WiFi, con los que se han
diseñado y desarrollado diversas soluciones para el
desplazamiento de estos usuarios [10][29][42][46][21][16].
Algunos proyectos entregan diferentes modos de interacción
para usuarios ciegos usando dispositivos móviles,
implementando modos de entrada a través del uso de comandos
táctiles o de voz, cuya salida es provista a través de sonidos
verbales y/o icónicos [9][38][35][37].
Bradley y Dunlop [3] consideran las diferencias de contexto
donde el usuario ciego se desenvuelve, haciendo diferencia entre
sistemas indoor y outdoor. El principal resultado considera que
en los sistemas de ubicación para personas legalmente ciegas, se
debe considerar tanto aspectos técnicos de la tecnología, como
las diferentes formas en que los usuarios codifican la
información espacial según el contexto en que se encuentran.
Otras soluciones de ayuda móvil para la movilidad y orientación
de los usuarios legalmente ciegos aprovechan la lógica del
ambiente en que se relacionan. Sánchez & Maureira [38]
presentan mBN, un sistema de navegación para ser utilizado en
una red de Metro. Sin necesidad de ningún otro dispositivo más
que un handheld de tipo PocketPC, el usuario puede obtener
información de las estaciones y ciertas ayudas que le permiten
un desplazamiento autónomo. Del mismo modo, el sistema
AudioTransantiago [39] transmite información del entorno
recorrido también con la ayuda de un PocketPC.
Existen diversas propuestas para ayudar a los usuarios ciegos en
su movilidad y orientación en el entorno. Otro modo de
ayudarlos a ser más autónomos es entrenándolos de forma
virtual para luego aplicar esos conocimientos en el mundo real
[47][48][49]. Existen estudios en que los usuarios ciegos
utilizan un entorno virtual con el que pueden interactuar de
forma táctil y auditiva en un espacio desconocido [14][15][20].
En los estudios de Lahav y Mioduser [14][15] se examina el
logro de los usuarios en la representación cognitiva del espacio
recorrido virtualmente y la capacidad que logran para aplicar
esta representación en la realización de tareas en un espacio real.
Los resultados muestran el éxito de la experiencia, donde los
usuarios logran construir un mapa mental y luego aplicarlo en el
mundo real.
Uso de Videojuegos para Apoyar el Aprendizaje
Por lo general, los videojuegos son vistos solamente como
herramientas de entretención. Sin embargo, éstos también
pueden ser utilizados como poderosas herramientas para el
aprendizaje [28][51][52][53]. La nueva disciplina denominada
DGBL investiga la relación entre aprendizaje y videojuegos. Sin
embargo, la mayoría de los estudios y proyectos exitosos en esta
área [44][45][54][55] se refieren a niños videntes, pero existe un
claro nicho de investigación y aplicación de los videojuegos
como apoyo al aprendizaje de habilidades en niños ciegos. El
reciente desarrollo y avance de la tecnología permite la
utilización de nuevos dispositivos (hardware), nuevos lenguajes
de programación y herramientas (software), y nuevos sistemas
de comunicación y localización que sólo están disponibles
recientemente.
Diversos estudios señalan la relevancia que están tomando los
videojuegos como apoyo al aprendizaje [56][57][58]. Entre otras
cosas, los videojuegos proveen mayor interés por parte de los
niños, en las actividades de aprendizaje, debido a su carácter
lúdico e interactivo [57][58]. También las investigaciones
indican que los videojuegos mejoran el desarrollo de ciertas
estrategias fundamentales para el aprendizaje, como la
resolución de problemas, el aprendizaje a través de secuencias,
el razonamiento deductivo y la memorización, y en general,
hacen más simple el trabajo cooperativo para resolver problemas
y para aprender [17][13] [59][60][61].
Para que los videojuegos puedan apoyar eficientemente el
aprendizaje, deben ser correcta y pertinentemente diseñados y
desarrollados. Ello requiere adoptar algún proceso de desarrollo
de software con efectividad probada. No obstante, en el área de
la Ingeniería de Software son escasos los procesos que se
adapten a este tipo de desarrollo, donde además de los
ingenieros de software concurra el expertise de profesores,
psicopedagogos, diseñadores, sociólogos y otros expertos.
Es en este sentido que se hace necesario considerar un proceso
de desarrollo de software tradicional, y adaptarlo a estas nuevas
necesidades (niños ciegos, videojuegos móviles, aprendizaje de
movilidad y orientación), creando con ello un nuevo modelo de
desarrollo.
Entonces, el objetivo de nuestro estudio ha sido proponer un
modelo de desarrollo de aplicaciones móviles basadas en
videojuegos para la navegación de personas ciegas, a partir de la
adaptación, ampliación e integración de modelos existentes de
ingeniería de software y de diseño, desarrollo y evaluación de
aplicaciones móviles para el apoyo de la movilidad y orientación
de personas ciegas [36][32][40][6][5][24][25] a este nuevo
campo dentro de la ingeniería de software, relacionado con el
diseño y creación de videojuegos con fines de aprendizaje para
niños ciegos.
METODOLOGÍA
Para diseñar el modelo que presentamos en este trabajo se
tomaron como referencia otros modelos ya diseñados y
desarrollados y validados por los autores. El primer modelo
reutilizado es uno para el diseño, desarrollo y evaluación de
aplicaciones móviles para el apoyo de la movilidad y orientación
de personas ciegas [36][40]. El segundo modelo es uno de
ingeniería de software para el apoyo en el desarrollo de
aplicaciones móviles convencionales para el aprendizaje. Este
modelo permite a los desarrolladores considerar aspectos
críticos en el desarrollo de un videojuego funcional [24][25].
Luego de un análisis, reestructuración y generación de nuevos
componentes, se generó un modelo completo de desarrollo de
aplicaciones móviles basadas en videojuegos que integra
aspectos de educación, ingeniería de software y cognición para
mejorar las habilidades de movilidad y orientación de personas
ciegas.
MODELO DE DESARROLLO DE APLICACIONES MÓVILES
Para el desarrollo de aplicaciones móviles basadas en
videojuegos para mejorar habilidades de movilidad y orientación
en usuarios ciegos, es necesario considerar tres procesos: (1)
Definición de las habilidades cognitivas de navegación, (2) El
proceso de ingeniería de software para el diseño y desarrollo de
las aplicaciones, y (3) Un proceso de evaluación de las
herramientas desarrolladas. Como se muestra en la figura 1,
estos procesos deben ejecutarse de manera cíclica e iterativa.
Esto genera un proceso global que va ajustando, de manera
incremental, la herramienta tecnológica que se está
desarrollando y los objetivos cognitivos relacionados a la
navegación de los usuarios no videntes. A continuación se
describen estos tres procesos.
Habilidades Cognitivas de Navegación
Durante esta etapa se determina la totalidad de las habilidades
de movilidad y orientación que se requiere apoyar: desarrollo
perceptual, orientación espacial, motricidad, comunicación,
conceptos básicos y técnicas de protección [11]. Estas
habilidades son representadas por conductas y conocimientos
que deben poseer los usuarios para efectuar una navegación
autónoma.
Las habilidades a las que es posible apoyar según González [11]
son: 1. En un nivel cognitivo, relaciones espaciales (percepción
entre diferentes objetos y con la persona), organización espacial
(organización de elementos), y puntos de referencia (objetos con
una ubicación determinada de forma permanente); 2. En un
nivel sensorial, determinación de fuentes de sonido,
clasificación de texturas; 3. En un nivel psicomotor,
direccionalidad y lateralidad (capacidad de reconocer una
dirección, alineando y manteniendo el cuerpo), tiempo de acción
y reacción, eficiencia y eficacia de ruta.
Esta etapa es fundamental para poder iniciar el proceso de
desarrollo de las herramientas tecnológicas. Aquí se identifican
los problemas más importantes que se abordarán en el posterior
proceso de Ingeniería de Software. Su principal objetivo es
determinar la factibilidad de la solución y sus restricciones
(técnicas y metodológicas). La solución propuesta dependerá del
balance entre el contexto tecnológico y las habilidades de
movilidad y orientación que se pretenden apoyar.
Figura 1. Proceso global iterativo para el desarrollo de software para
el desarrollo de habilidades cognitivas de navegación en personas con
discapacidad visual.
Evaluación de Impacto
Dada la naturaleza de los usuarios con discapacidad visual, es
complejo trabajar con muestras muy grandes de usuarios finales,
principalmente cuando éstos son ciegos totales. Por este motivo
generalmente la metodología sigue una lógica de estudio de
casos, en que se involucra un análisis transversal y en
profundidad de las instancias o eventos [43]. Al hacer un estudio
de casos se elimina el requisito de trabajar con muestras
aleatorias o contar con un número mínimo de sujetos [30].
Aún con un estudio de casos, nos interesa conocer la ganancia
en términos de aprendizaje (habilidades de Movilidad y
Orientación, M&O) de puntajes pretest-postest como resultado
del uso de la aplicación [4]. La variable dependiente
corresponde a las habilidades de movilidad y orientación que se
está estudiando. Básicamente este diseño responde a tres pasos:
(1) Aplicación de un pretest, midiendo el comportamiento de la
variable dependiente previo a la intervención; (2) Aplicación de
la intervención, esto es, utilización del software para movilidad
y orientación; y (3) Aplicación de un postest, midiendo el
comportamiento de la variable dependiente después de la
intervención.
Dependiendo del enfoque del software, son diferentes las
habilidades de movilidad y orientación que se pueden estudiar
en la evaluación de impacto de la aplicación [11]. Para
identificar la orientación espacial se utilizan indicadores como
“reconoce relaciones espaciales entre las habitaciones”,
“reconoce la orientación cardinal de las habitaciones”,
“identifica la orientación espacial de objetos en la habitación” y
“describe la orientación cardinal de los objetos en una
habitación”. En la representación espacial, los indicadores son
del tipo “representa el espacio recorrido”, “representa
correctamente la habitación”, “representa los puntos cardinales
correctamente” y “representa la presencia/ausencia de objetos en
las habitaciones”. Finalmente, el conocimiento espacial se puede
obtener utilizando indicadores como “identifica relaciones
espaciales entre diferentes objetos”, “reconoce las murallas”,
“reconoce las puertas en las habitaciones” y “retoma la ruta una
vez que se desvía para esquivar un obstáculo”.
Proceso de Ingeniería de Software
Con el objetivo de guiar a investigadores y desarrolladores en el
proceso de Ingeniería de Software para el diseño y desarrollo de
aplicaciones con la finalidad de mejorar las habilidades de
movilidad y orientación en personas ciegas, se ha propuesto un
modelo basado en las 5 capas tradicionales de desarrollo de
sistemas: Apresto, Análisis, Diseño, Implementación y
Evaluación (ver Figura 2).
Figura 2. Modelo de desarrollo de aplicaciones móviles en contextos
para desarrollo de habilidades de movilidad y orientación en usuarios
no videntes
Las componentes de este modelo fueron definidas en base a un
modelo previo de diseño de desarrollo de aplicaciones móviles
para resolución de problemas con personas ciegas [36] y un
framework para el diseño de aplicaciones móviles colaborativas
usando elementos contextuales [1]. El primer modelo representa
las etapas necesarias a considerar en el desarrollo de
aplicaciones móviles para personas ciegas, describiendo las 4
componentes que lo definen: Modelamiento: Representa el
contexto real que será representado en el dispositivo móvil.
Development: Define el proceso de desarrollo del software
considerando las interfaces (hápticas y audio) con las que el
usuario ciego interactúa. Análisis: Proceso en el cual se definen
las metas cognitivas y las tareas que los usuarios deberán
realizar. Validación: Proceso en el cual se evalúa el desempeño
de los usuarios ciegos en las tareas de movilidad y orientación
definidas, para así ajustar el sistema a la forma de interacción
[36].
El framework en cambio, provee de un set de 3 fases que se
proponen para ser consideradas en el desarrollo de aplicaciones
móviles colaborativas. Estas fases son: Apresto: Se refiere a la
comprensión del dominio del problema a resolver y cuyo
objetivo es determinar la viabilidad de una solución y sus
restricciones. Análisis: El objetivo de esta fase es refinar la
comprensión del problema, a fin de determinar las restricciones
de diseño y las necesidades no funcionales en relación a la
organización del grupo y los contextos físicos. Dise
ño
Arquitectónico: El objetivo de esta última fase es crear el diseño
arquitectónico de la solución, considerando los requisitos no
funcionales y las restricciones identificadas en las fases
anteriores[1].
Así, tomando las componentes más importantes de ambas
propuestas, hemos desarrollado un modelo por fases, para que
desarrolladores generen aplicaciones móviles para personas
ciegas que sirvan de apoyo para el desarrollo de habilidades de
movilidad y orientación.
Cada componente de este modelo es presentada desde tres
perspectivas: Definición: Explica en qué consiste este
componente y qué se espera que suceda; Actividades:
corresponden a las tareas que debe realizar, considerando los
elementos de entrada y salida; y Resultado: explica de qué
manera este componente afecta el diseño general de la
aplicación a desarrollar.
Fase de Apresto
Durante esta fase se determina la factibilidad del desarrollo de la
aplicación. En nuestro modelo, la información relevante debe
ser obtenida en la etapa Habilidades Cognitivas de Navegación
(ver Figura 1), información que sirve de entrada para esta fase
de apresto.
CONTEXTO TECNOLÓGICO
Definición
Se refiere a la tecnología disponible en el mercado para dar
soporte a posibles soluciones tecnológicas para el desarrollo de
la movilidad y orientación. En particular, debe estar claro el
problema a abordar (lo que se define en Habilidades de
Movilidad y Orientación) y sobre esto se puede definir la
tecnología más pertinente que se utilizará. Para ayudar a tomar
la decisión, es necesario considerar, al menos, las siguientes
preguntas:
• ¿Es necesario utilizar tecnología para acompañar y apoyar
al usuario?
• ¿De qué manera se entregará feedback al usuario?
• ¿De qué modo se realizará la interacción con el usuario
(considerar dispositivos especiales, como joystick, gamepad
u otros)?
• ¿Es necesario utilizar tecnología inalámbrica? ¿Cuál?
• ¿Qué es lo que realmente se requiere desarrollar? ¿Qué
tecnología soporta las posibles soluciones abordadas?
• ¿Qué tipo de desarrollo estará asociado para generar la
solución?
• ¿Qué herramientas de desarrollo (software) se necesitan
para usar la tecnología asociada?
• ¿Qué tecnología (hardware) es necesaria para poder llevar a
cabo este desarrollo?
Actividades
• Análisis de tecnologías disponibles.
• Análisis costo/beneficio de estas tecnologías.
• Definir la tecnología con la cual se pueden desarrollar los
prototipos.
Resultado
Estas actividades definirán las líneas tecnológicas del diseño y la
implementación. Como resultado se obtendrá información sobre
qué dispositivos tecnológicos se utilizarán, qué herramientas de
desarrollo, y las restricciones de recursos que se tendrán para
desarrollar las habilidades de M&O.
HABILIDADES DE MOVILIDAD Y ORIENTACIÓN
Definición
Esta etapa tiene como objetivo definir claramente cuáles son las
habilidades de M&O efectivas que podrán ser apoyadas por el
sistema a desarrollar.
Actividades
Listar habilidades M&O a desarrollar según la tecnología
disponible.
Resultado
Permite asegurar al equipo de desarrollo que el sistema será
robusto, en cuanto a que integrará efectivamente los conceptos
de M&O sobre los que se quiere trabajar. Además se quiere
identificar el impacto en los usuarios finales.
Fase de Análisis
En esta etapa se realiza un análisis de los usuarios finales del
sistema a desarrollar, así como las restricciones tanto internas
como externas al proyecto. Es una etapa de consideración de las
variables más significativas que interferirán en el diseño y el
desarrollo. Se debe hacer una descripción al contexto físico en el
cual el usuario usará el sistema a desarrollar. El objetivo de esta
fase es comprender claramente cuál es el problema a resolver
(requisitos funcionales y no funcionales de la futura
herramienta).
A continuación se describen las tareas que deben ser realizadas
para obtener la información necesaria para completar esta fase.
ANÁLISIS DE SITUACIONES REALES
Definición
Se debe analizar en qué contextos reales se podrían desenvolver
los usuarios dadas las habilidades de movilidad y orientación
que se quieren apoyar, y considerando los problemas que se
presentan en el ambiente para poder realizar tareas de
navegación, tomando en consideración un perfil completo del
usuario que utilizará el sistema.
Actividades
• Identificar problemas de M&O de los usuarios en diferentes
contextos reales.
• Se deben contestar, al menos, las siguientes preguntas:
o ¿Qué problemas generales de navegación tienen los
usuarios en la vida diaria?
o ¿Cómo solucionan sus problemas regularmente?
o ¿Siempre ocupan el mismo método de solución, o éste
varía según el problema?
o Si están solos en algún lugar desconocido, ¿Qué
método de orientación utilizan?
o Si quieren tomar rutas alternativas, ¿Cómo proceden?
o ¿El bastón es suficiente para brindarles apoyo?
o ¿Cómo influye el contexto (ambiente cotidiano) en sus
problemas de M&O?
o ¿Es lo mismo enfrentarse a un espacio cerrado que a
uno abierto? Explicar.
Resultado
Se definen específicamente los tipos de problemas de
navegación en contextos reales de los usuarios.
USUARIO FINAL
Definición
Se especifican las características de los usuarios a nivel
cognitivo (M&O), modelo mental, grado de visión y sus
variables descriptivas más importantes.
Actividades
• Se aplican instrumentos para medir su nivel de
desarrollo en M&O.
• Se registran datos descriptivos del aprendiz.
Resultado
Se define específicamente el usuario final, lo que posteriormente
permitirá el análisis de cómo interactúa con el sistema. Permite
que las herramientas a desarrollar sean más efectivas y
pertinentes.
RESTRICCIONES
Definición
Se definen todas las restricciones que deben ser consideradas
para que el usuario pueda desarrollar correctamente las
habilidades de M&O deseadas. Se especifican tanto las reglas de
conducta del usuario usando la tecnología, como las conductas
sociales involucradas.
Actividades
• Definición de movilidad en un contexto público.
• Se deben contestar, al menos, las siguientes preguntas:
o ¿Hay reglas que deba respetar?
o ¿Hay tiempos de espera o avance que el sistema y/o el
usuario deban considerar para alcanzar eficientemente las
habilidades de M&O deseadas?
o Si es en la escuela, ¿Hay reglas definidas en ella que
deba cumplir?
o Si es en el barrio, ¿Qué reglas se deben seguir en cuanto
a la navegación?
o Cuando se está trasladando en un transporte público,
¿Qué reglas se deben seguir en cuanto a la navegación?
o ¿Cómo se debe comportar, en cuanto a su seguridad e
integridad, un usuario ciego en el metro? ¿es necesaria
alguna regla de comportamiento especial?
o ¿Cómo se debe comportar, en cuanto a su seguridad e
integridad, un usuario ciego en un bus? ¿es necesaria
alguna regla de comportamiento especial?
o ¿Cómo se debe comportar, en cuanto a su seguridad e
integridad, un usuario ciego como peatón? ¿es necesaria
alguna regla de comportamiento especial?
o ¿Cómo se debe comportar un usuario ciego en el
contexto particular de su movilidad y orientación?
Resultado
Hace factible que la interacción del usuario con el sistema se
realice sin alterar el contexto social, dejando a la interacción el
desarrollo de las habilidades de M&O deseadas.
VIDEOJUEGOS
Definición
Esta componente, que se desarrolla entre la etapa del análisis y
la etapa de diseño, permite definir cómo diseñar el sistema de
apoyo a la M&O como un videojuego.
Actividades
• Definición de elementos didácticos y lúdicos de
interacción con el sistema.
• Se definen elementos de atención y jugabilidad para el
usuario.
Resultado
Permite que el sistema desarrollado tenga un perfil de
videojuego.
Fase de Diseño
Durante las dos fases anteriores (Apresto y Análisis) se
determinó la factibilidad del proyecto, y se comprendió
claramente el problema, determinando los distintos tipos de
habilidades de M&O que se querían apoyar, así como el tipo de
usuario final. También se determinó que la herramienta de
software tendría características de videojuego. Como está claro
cuál es el problema (incluyendo requisitos funcionales y no
funcionales), en esta fase se debe diseñar la mejor solución al
mismo.
A continuación se describen las principales tareas que se deben
realizar durante esta fase.
DEFINICIONES DE HCI
Definición
En esta componente se definen guidelines específicos sobre
cómo deben ser diseñadas las interfaces y la interacción del
sistema a desarrollar. Para determinar esto, se deben considerar
las características de los usuarios finales, sus formas habituales
de interacción e intereses, incluyendo específicamente las
características del sistema para que tenga una orientación lúdica
tipo “videojuego educativo” [28] y destinada a desarrollar
habilidades de M&O. Las consideraciones de los usuarios
finales son provistas en la etapa de Análisis de la Situación Real,
en que se definen los usuarios y sus necesidades (ver Figura 2).
Debido a esta información que puede ser considerada en
distintos contextos tecnológicos, es necesario incluir cómo el
usuario no vidente interactúa con diferentes tecnologías [22].
Por ello, es necesario considerar diferentes tecnologías móviles
y estáticas que pueden ser más o menos útiles en diferentes
escenarios y acorde a las necesidades de los usuarios finales
[12].
Actividades
Diseño de interacción y de interfaces de software. Se pueden
utilizar prototipos y métodos generativos de diseño centrado en
el usuario. Evaluar y aplicar con usuarios finales métodos de
evaluación de usabilidad para el diseño, [36].
Resultado
Esta componente es una de las más relevantes ya que definirá
cómo interactuará el usuario ciego con la tecnología basada en
guidelines específicos del campo Interacción Humano-
Computador (HCI). Esto nos asegurará que la tecnología
facilitará un correcto desarrollo de las habilidades que se desean
desarrollar.
AMBIENTE
Definición
Componente encargada de definir dónde será utilizado el
sistema a desarrollar. Se basa en una representación abstracta
del mundo real en el sistema. Esta representación se basa en
objetos que contienen otros objetos y ayuda a entender qué
elementos de la realidad son los que estarán presentes en el
videojuego. Algunos trabajos previos utilizan una representación
usando grafos de los puntos de objetos y puntos de interés en el
desplazamiento en un entorno real [33].
La representación computacional del ambiente real deberá ser
acorde a las tareas que deberán realizar los usuarios en el
videojuego, es decir, deberá proveer de objetos que permitan la
completitud de las tareas. Esta representación además deberá
contener espacios y objetos que permitan desarrollar
efectivamente las habilidades de M&O que se estudiarán.
Actividades
• Definición de elementos reales que tendrán su
representación virtual.
• Definición de diagramas de clases asociados a la
estructura del ambiente a representar en el videojuego.
Resultado
La definición de esta componente permite definir claramente
qué elementos de las interfaces serán los que facilitarán el
desarrollo de las habilidades M&O estudiadas. Permitirá además
hacer el mapping entre la realidad y la representación virtual.
TAREAS
Definición
Para un correcto desarrollo de las habilidades a estudiar es
necesario que las tareas que se definan tanto a nivel de ambiente
real (si el sistema es móvil por ejemplo) como del software,
permitan que el niño use la orientación y el desplazamiento por
medio del videojuego. Esto es esencial para el tipo de
habilidades que se desean desarrollar. Estas tareas deberán
considerar elementos del medio ambiente real a representar.
También proveerán líneas generales de cómo debería ser
representado este ambiente.
Actividades
• Definición de objetivos y actividades por cada tarea a
realizar.
• Definir objetivos, procedimiento y tiempos de cada
tarea.
• Definir instrumentos de evaluación para medir
cumplimiento de tareas.
Resultado
El desarrollo correcto de las tareas dirigirá correctamente el
proyecto. Si las tareas se definen coherentemente, éstas serán un
aporte para que las habilidades de movilidad y orientación se
desarrollen correctamente en los usuarios que utilicen el sistema
en proceso de diseño. Las tareas son un elemento clave para
acompañar a los usuarios en sus actividades con la tecnología.
Estas tareas pueden utilizar material concreto para que el usuario
genere un modelo mental de la representación del mundo virtual
desarrollado [19].
Fase de Implementación
Al término de la fase de diseño se tiene claro cuál es el problema
a resolver y cuál es la mejor forma de hacerlo. La tarea en esta
fase consiste en desarrollar la solución diseñada en la fase
anterior.
A continuación se describen las tareas que deben ser realizadas
durante esta fase.
INTERFACES
Definición
En esta etapa del modelo se implementan las distintas interfaces
que el usuario no vidente usará para desarrollar las tareas
definidas. Estas interfaces pueden ser de distinto tipo: Audio
[34], háptica [18] y multimodales [8]. Estas interfaces deberán
incluir las características de los usuarios (provenientes de la
componente Definición de HCI) y los elementos que hagan
posible las tareas de movilidad y orientación.
Actividades
• Se diseñan las interfaces considerando evaluaciones de
usabilidad con usuarios finales o bien con expertos.
• Este proceso debe ser considerado en todas las etapas
del desarrollo del sistema. Distintos métodos de
evaluación de la usabilidad [36] pueden ser aplicados
para cada una de estas etapas.
Resultado
Las interfaces correctamente diseñadas facilitarán la interacción
de los usuarios con el sistema desarrollado. También facilitará el
proceso de desarrollo de las habilidades de movilidad y
orientación.
FUNCIONALIDADES
Definición
Durante este proceso se definen las estructuras de datos y las
funcionalidades específicas para el sistema a desarrollar. Esta
componente toma las actividades de las tareas a realizar e
implementa las funcionalidades necesarias considerando
siempre que la completitud sea posible en cada una de ellas.
Actividades
• Implementación de todas las clases diseñadas.
• Si el proyecto lo involucra, deberán implementarse los
sistemas de comunicación correspondientes.
Resultado
La correcta y eficiente implementación de las funcionalidades
del sistema hará que las actividades que los usuarios realicen
con la plataforma sean satisfactorias para el desarrollo de las
habilidades de movilidad y orientación.
Fase de Evaluación
Al término de la fase anterior, la herramienta (videojuego) ya ha
sido implementada. Durante esta fase de testing se prueba la
herramienta, para solucionar posibles errores y defectos
(mantenimiento correctivo) y para modificar o mejorar el
sistema (mantenimiento adaptativo).
Durante esta etapa se deben considerar las siguientes tareas.
EVALUACIÓN DE USABILIDAD
Definición
Con el fin de evaluar las interfaces utilizadas por el sistema
desarrollado, se deberán aplicar evaluaciones de usabilidad
específicas [36](cuantitativas y/o cualitativas), para asegurar que
la interacción de los usuarios con el sistema sea adecuada y
pertinente. Estas evaluaciones deberán ser realizadas con
usuarios finales y utilizando las interfaces diseñadas.
Actividades
• Evaluaciones iniciales de usabilidad. Aplicar métodos
generativos de usabilidad.
• Evaluaciones periódicas en la implementación de las
interfaces.
• Evaluación final de usabilidad con usuarios finales.
Resultado
Este proceso de evaluación permitirá que la interacción de los
usuarios con el sistema desarrollado considere su modelo
mental, sus intereses y formas de interacción. El hecho de que
las evaluaciones sean periódicas disminuirá sobre-costos por
tener que rehacer código por problemas de interacción de los
usuarios. Esto sigue la lógica de una metodología de diseño
centrada en el usuario, que es la que se adopta desde un
principio en el diseño y desarrollo del sistema. La usabilidad nos
permitirá conocer y validar las etapas previas del modelo en que
se identifican los modos de interacción de los usuarios, sus
problemas y modos de enfrentarlos.
CONTEXTO REAL
Definición
Durante el diseño de las interfaces del sistema a desarrollar es
necesario considerar evaluaciones en el ambiente real. Estas
evaluaciones pueden ser de carácter cuantitativo y/o cualitativo.
La idea principal es que de estas evaluaciones salgan
consideraciones relevantes en relación a cómo el usuario
interactúa en el ambiente real, de manera que el sistema se
ajuste a este tipo de interacciones.
Actividades
Planificación e implementación de evaluaciones en los lugares
donde el usuario podría utilizar potencialmente el sistema que se
está desarrollando. Se pueden considerar lugares comúnmente
utilizados por los usuarios, como por ejemplo, la escuela, el
hogar, la plaza, o lugares comunes de tránsito.
Resultado
Estas evaluaciones harán que el sistema se ajuste e incorpore las
características del ambiente real en que finalmente el usuario
utilizará el videojuego, y en donde finalmente se producirá la
transferencia de aprendizaje. Esto ajustará las interfaces a los
diferentes contextos en que se utilicen habilidades de movilidad
y orientación. El problema de este tipo de evaluaciones es que,
por un lado, la cantidad de variables de contexto que pueden
interferir en ella puede ser un impedimento para determinar las
dificultades que surgen (por ejemplo la cantidad de personas,
ruido, etc.), y por otro lado, puede ser un proceso costoso debido
a que implica movilizar a los usuarios a los contextos reales
determinados.
CONTEXTO DE LABORATORIO
Definición
Con el fin de hacer una evaluación más controlada y acotada, es
necesario realizar experimentos en un laboratorio para evaluar la
usabilidad. Estas evaluaciones tendrán un carácter más
focalizado y definirán rediseños específicos de las interfaces a
desarrollar.
Actividades
• Planificación e implementación de testeos en
laboratorio.
• Preparación de escenarios de evaluación, considerando
la utilización de videos, grabadoras de sonido o bien
captura de pantallas para el sistema utilizado.
• Tomar datos y evaluar, en lo posible estadísticamente,
cómo los usuarios interactúan con los distintos
componentes de la interfaz.
Resultado
Este tipo de evaluación permite determinar rediseños específicos
del uso del sistema. Permite, bajo un ambiente controlado,
determinar cuáles son los problemas de interacción que el
usuario tiene con el sistema desarrollado.
EVALUACIÓN DE FUNCIONALIDADES
Definición
Esta etapa del desarrollo validará si las funcionalidades del
sistema desarrollado hacen lo que tienen que hacer. Se deberá
realizar pruebas exhaustivas en laboratorio sobre el
comportamiento del sistema bajo distintas condiciones de uso
simuladas.
Actividades
• Realización de test de esfuerzo de funcionalidades en el
laboratorio.
• Si el sistema a desarrollar es para ser utilizado en un
contexto móvil, el laboratorio deberá recrear las
situaciones de la forma más real posible.
Resultado
Esta evaluación permitirá probar si las funciones implementadas
realmente permiten que el usuario utilice el sistema
desarrollado.
CONCLUSIONES
En este trabajo se presenta y describe un modelo de diseño,
desarrollo y evaluación de aplicaciones móviles basadas en
videojuegos, para que usuarios con discapacidad visual mejoren
sus habilidades de movilidad y orientación.
Se realizó una revisión teórica de los conceptos de movilidad y
orientación, del uso de tecnología para este objetivo, así como
también sobre el uso de videojuegos para apoyar el aprendizaje.
Luego, se presentó el modelo propuesto, sus distintas etapas e
impacto en el proceso de desarrollo.
Nuestra experiencia previa en el diseño de modelos de
desarrollo para software educativos para ciegos [36], nos indica
lo importante que es proveer de herramientas de diseño y
desarrollo para este tipo de sistemas. Esto mejora
considerablemente la pertinencia, aceptación y uso de los
sistemas por parte de los usuarios finales.
El desarrollo temprano de habilidades de movilidad y
orientación en niños ciegos es fundamental para su desempeño
en la navegación en ambientes desconocidos de manera
autónoma. Al mismo tiempo, la comprensión del espacio y el
desarrollo de la movilidad y orientación, no sólo les permitirá
llevar a cabo el desarrollo psicomotriz acorde a su edad, sino
que también tendrán un nivel de aprendizaje en cuanto a su
percepción y entendimiento del entorno. Es por esto que el
modelo presentado puede ser un aporte fundamental para
generar videojuegos de apoyo al desarrollo de habilidades de
movilidad y orientación, generando innovadoras formas de
mejorar este tipo de habilidades.
Como se presenta en el modelo, el usuario final asume un rol
protagónico en el diseño de los sistemas, siendo así un diseño
centrado en el usuario final. Su participación en las principales
etapas del desarrollo favorece la aceptación, un adecuado y
pertinente uso de acuerdo a su modelo mental y reduce costos de
rediseño asociados a problemas de interacción. Al final del
proceso el usuario final no se encuentra con un sistema
desconocido, sino que con una aplicación probada y evaluada
por el mismo, que, por lo tanto, la usará y le será útil en su
proceso de aprendizaje de habilidades de navegación.
En un trabajo futuro, se usará este modelo como base para el
diseño de sistemas móviles para que usuarios ciegos mejoren
sus métodos de desplazamiento, haciéndolos más eficientes,
ayudándolos así a mejorar su autonomía en distintos ambientes
cambiantes de la vida diaria. Con todo, estos sistemas basados
en modelo ayudarán a mejorar la integración e inclusión de estos
usuarios.
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo ha sido financiado en parte por el Fondo Nacional
de Ciencia y Tecnología, Fondecyt #1090352 y el Proyecto CIE-
05 Programa de Centros de Educación PBCT-Conicyt.
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