Cómo la Universidad de Purdue está mejorando la educación con realidad extendida

El Centro Envision de la Universidad de Purdue es un laboratorio de investigación y desarrollo en visualización de datos ubicado dentro del Centro Rosen para Computación Avanzada en Purdue IT. El Centro Envision fue establecido en 2004 y tiene más de dos décadas de experiencia asistiendo a profesores universitarios y socios de la industria con sus necesidades de multimedia y simulación virtual.

Las tecnologías de realidad extendida (XR) están transformando la forma en que los estudiantes aprenden y cómo los investigadores colaboran. El Centro Envision de la Universidad de Purdue lidera esta innovación con CollabXR, una plataforma de código abierto y multiusuario que proporciona experiencias inmersivas de realidad mixta para conectar el aprendizaje físico y digital.

Más de 100 estudiantes de múltiples disciplinas ya han experimentado este enfoque revolucionario de la educación en el último año. Sigue leyendo para conocer cómo CollabXR:

- Mejora significativamente la comprensión reportada por los estudiantes sobre temas complejos.

- Mejora la colaboración entre investigaciones y en el aula.

- Permite a los instructores extender las sesiones de 20 minutos a más de 45 minutos debido a la reducción de mareos por movimiento.

- Permite a los expertos hacer observaciones novedosas en minutos al explorar datos en la aplicación.

El desafío: Visualizando datos complejos de manera efectiva

Dr. Danny Milisavljevic, un miembro de la facultad de física y astronomía en Purdue, necesitaba una forma efectiva de explorar y compartir datos complejos de restos de supernova estelar. Los métodos tradicionales como plataformas de visualización de datos científicos, videos animados y gafas anaglifo tenían limitaciones significativas. Requería una plataforma que pudiera facilitar la exploración, comunicación y colaboración con colegas y estudiantes más allá de las herramientas de visualización científica estándar. Esto llevó al Dr. Milisavljevic a asociarse con el Envision Center en 2018 para comenzar el desarrollo de lo que se convertiría en CollabXR.

La solución: Unity impulsa CollabXR

El Envision Center de Purdue ya había adoptado Unity como la herramienta principal para la creación de contenido. Al evaluar el desarrollo de CollabXR, Unity demostró ser una opción versátil por varias razones clave:

Extensibilidad y soporte de dispositivos: La amplia compatibilidad de Unity en varios dispositivos XR y su capacidad para adaptar fácilmente la plataforma CollabXR permitió a Purdue prototipar y expandir rápidamente la solución mientras acomodaba pivotes y cambios de alcance. La plataforma actualmente soporta los auriculares Meta Quest 3 y Apple Vision Pro.

Sombreados y efectos visuales: Dado que CollabXR se centra en la visualización, el equipo realiza un extenso trabajo de sombreado. Unity Shader Graph y VFX Graph habilitaron la creación rápida de prototipos, iteraciones más rápidas y una finalización más fácil de sus visualizaciones.

Asset Bundles: Con Asset Bundles, los usuarios pueden agrupar y entregar contenido directamente a los cascos.

Soporte XR extenso: La variedad de herramientas multiplataforma de Unity para el desarrollo de XR, incluyendo el XR Interaction Toolkit y varios paquetes multijugador de terceros, ayudó al equipo a iterar rápidamente mientras construían sus prototipos de XR.

Una nueva era de educación.

Desarrollado con el Dr. Miliasvljevic y usando Unity Industry, CollabXR se centra en tres áreas clave:

1. Visualización científica: El equipo quería una plataforma que soportara datos complejos computados y medidos en una variedad de formatos como nubes de puntos, volúmenes, isosurfaces y campos de flujo.

2. Soporte de AR de Passthrough: Aprovechando las cámaras de passthrough para superponer contenido virtual en el mundo real, se mantienen elementos esenciales del aula, permitiendo a los estudiantes interactuar de manera natural mientras se involucran con materiales virtuales. Esto facilita la contextualización del contenido virtual en el mundo real. Por ejemplo: Los usuarios pueden superponer campos de radiación virtual sobre un laboratorio real de radiofármacos o atravesar un escaneo de tomografía mientras se reúnen en un entorno hospitalario en vivo.

3. Colaboración sencilla: Diseñado para la investigación y la instrucción en co-presencia, facilitando la comunicación intuitiva a través de la interacción real entre pares mientras se reduce el mareo en comparación con las experiencias de VR puras.

CollabXR se ha convertido en una parte estándar de la ejecución del curso y el plan de estudios del Dr. Danny Milisavljevic, cambiando fundamentalmente la forma en que enseña y realiza investigaciones. Desde el lanzamiento del programa piloto en la primavera de 2025, CollabXR ha mejorado los cursos en diversas disciplinas, incluyendo Aeronáutica, Enfermería, Ingeniería Mecánica, Ciencias de la Tierra y más.

Resultados innovadores: Vea cómo CollabXR marca la diferencia

CollabXR ofrece resultados tangibles. Durante su programa piloto, seis profesores universitarios con planes de estudio que van desde Enfermería hasta Artes Liberales probaron CollabXR en sus aulas. Una vez completado el programa piloto, más de 50 estudiantes participantes respondieron a una encuesta.

Aquí están los resultados:

- El 84% estuvo de acuerdo en que CollabXR mejora significativamente la comprensión y comunicación del contenido en comparación con otros métodos de presentación en el aula, con el 16% restante también de acuerdo en cierta medida.

- Disminución significativa del mareo con la integración de AR, lo que permite sesiones de clase más largas y efectivas (aumentando de 20 minutos a más de 45 minutos).

- Los expertos hacen observaciones novedosas y obtienen nueva intuición en minutos al explorar datos en la aplicación.

- Aprendizaje acelerado al superar obstáculos de transformación de datos a través de la visualización.

- Mejora de la comunicación y colaboración entre profesores y estudiantes.

El programa piloto fue abrumadoramente exitoso, con participantes que informaron experiencias positivas y un fuerte deseo de continuar involucrados con CollabXR a lo largo de sus estudios.

Mirando hacia adelante: El futuro de CollabXR

Tras el exitoso programa piloto, Purdue planea expandir y mejorar CollabXR. La plataforma pronto será de código abierto para fomentar la comunidad y la accesibilidad en otras instituciones. El equipo se ha desplegado en Apple Vision Pro y planea expandir el soporte a AR móvil y de escritorio.

CollabXR representa más que una nueva tecnología: es un cambio hacia una educación e investigación más atractivas y efectivas. El éxito de la plataforma demuestra el potencial de XR en la educación. A medida que más instituciones adopten esta tecnología, el aprendizaje virtual colaborativo jugará un papel importante en el futuro de la enseñanza y el aprendizaje.