Teleformación y laboratorio de Realidad Mixta con HoloLens

La Realidad Mixta y la Realidad Aumentada ofrecen unas posibilidades muy interesantes para la educación en el ámbito sanitario. En este artículo se explica cómo el CIFP Los Gladiolos está explorando algunas de ellas para mejorar la formación de su alumnado y profesorado y acercar la realidad de la empresa biomédica a la de los centros de Formación Profesional.

 

 

Las nuevas tecnologías han cambiado de manera radical el panorama en el ámbito sanitario y educativo, con unos beneficios inimaginables hasta hace pocos años, pero que acarrean problemas para trabajadores, docentes y alumnado relacionados con este sector. Muchos sistemas y equipos usados en el trabajo diario son cada vez más complejos y automatizados con lo que los técnicos sanitarios necesitan una formación específica o, en el mejor de los casos, una actualización.

En el área educativa, debido al alto coste de adquisición de muchos aparatos y por su peligrosidad (por ejemplo, en el campo de la protección radiológica) usados en centros hospitalarios, el alumnado no puede conocer cómo funcionan, el fundamento, ni tampoco el entorno real con el que se enfrentará en el futuro. Aspectos que están recogidos como resultados de aprendizaje en currículos de ciclos como Laboratorio Clínico y Biomédico o Imagen para el Diagnóstico.

Además de estas dificultades en la formación del alumnado, hay que señalar que, debido a este vertiginoso cambio aportado por las nuevas tecnologías, los docentes necesitan formación para conocer los avances que se producen cada año en el ámbito hospitalario e investigador. Pero también en el entorno de los centros educativos, estas nuevas tecnologías están provocando un cambio vertiginoso en metodología y en la forma de aprendizaje efectivo para los alumnos del siglo XXI.

La revolución educativa ya se entiende como un verdadero tsunami que ha llegado para cambiar muchos patrones que han funcionado durante las últimas décadas y el docente actual tendrá que adaptarse para convertirse en un profesional integral.

Desarrollo

En este contexto, y aprovechando un programa del Gobierno de Canarias, el proyecto Enlaza, cuyo fin es conectar la empresa con el centro educativo, la irrupción de las HoloLens con las increíbles posibilidades que ofrece la Realidad Aumentada y Mixta, y el soporte de la empresa Intelequia Software Solutions SA, se presentó una propuesta que h-a ido creciendo y que se podría exponer en 4 líneas de trabajo:

• Línea 1: teleformación

En una primera fase, empezada a desarrollar durante el curso 2017-2018 y continuada en 2018-2019, se busca conectar la empresa con el mundo educativo a través de la tecnología de gafas HoloLens, de una manera interactiva dinámica, bidireccional, innovadora y usando la Realidad Mixta. A través de este dispositivo, mediante teleformación, un profesional da una charla desde el entorno donde desarrolla su trabajo (entorno real) o plantea un caso práctico usando como materiales tanto los elementos que tenga en su lugar de trabajo como elementos virtuales (Realidad Mixta) que se creen para tal formación. En esencia, se trata de una videoconferencia por Skype o por Teams con elementos holográficos en 2D o 3D incluidos en la charla y con la posibilidad de que el ponente se mueva en su entorno y responda a las cuestiones de los estudiantes, que están en su centro educativo viendo lo que ve el ponente, de una manera sencilla y en directo. Todo el material genera un recurso audiovisual que puede ser aprovechado posteriormente.

Es una formación interactiva porque permite a los alumnos intervenir en la acción formativa y al docente comunicarse con éstos; es flexible porque permite al ponente moverse y tener las manos libres; es dinámica porque permite usar simultáneamente elementos creados para la charla (presentaciones, infografías...) o recursos de la Red (vídeos, RRSS...) que enriquecen el contenido; es innovadora porque usa herramientas tecnológicas novedosas para mejorar la enseñanza y se puede usar la Realidad Mixta (elementos virtuales como por ejemplo holografías) con las HoloLens.

Además, el hecho de que la ponencia se pueda visualizar desde cualquier lugar hace posible el uso de elementos de aprendizaje basado en el juego al ser posible que diferentes centros de Formación Profesional se conecten de forma simultánea y que puedan proponer una solución a un caso planteado como actividad de enseñanza-aprendizaje potenciando de esta manera el trabajo colaborativo.

Durante estos dos cursos se han llevado a cabo 12 teleformaciones en diferentes entornos (no exclusivamente biomédicos, con la idea de ver la transversalidad de la herramienta): en un laboratorio de microbiología, en un servicio de inmunología y en uno de hematología, dos en una clínica dental, en el Instituto de Enfermedades Tropicales de Canarias, en una empresa de mantenimiento de extintores, en una clínica privada, en un laboratorio de anatomía patológica del País Vasco, en una farmacia, en el ITER (Instituto Tecnológico y de Energías Renovables, S.A.) y en la Cruz Roja. Los ciclos que recibieron estas teleformaciones fueron los de Laboratorio, Auxiliar de Enfermería, Higiene Bucodental, Prevención de Riesgos Profesionales, Farmacia y Atención a Personas dependientes.

En el curso 2018-2019 se introdujeron mejoras en la teleformación para que la experiencia del usuario (alumnado y profesorado) fuera más satisfactoria y para ahondar en otras posibilidades como fueron el uso de una segunda cámara en “streaming” (con un móvil) para poder tener un recurso de auxilio, en el caso de que el movimiento o la calidad de la imagen con las HoloLens fueran deficitarias, y la llamada grupal, herramienta que introdujo Teams y que aumenta las posibilidades de trabajo colaborativo o aprendizaje baso en el juego.

• Línea 2: escaneo y diseño de entornos profesionales

Durante el curso 2018-2019 se probó una herramienta que busca recrear los entornos de trabajo biomédicos de una manera sencilla, fiel y rápida. Para ello, se contactó con la empresa BIMSEVEN, especialistas en adaptar la metodología BIM en el sector de la construcción de forma totalmente personalizada, y con Geoavance, que cuenta con sofisticados equipos para escanear espacios interiores y exteriores.

Para esta prueba, se eligió construir virtualmente un laboratorio de microbiología que en poco menos de una hora fue escaneado para posteriormente ser llevado a una nube de puntos y diseñado virtualmente de una manera fiel en poco tiempo. Para el curso 2019-2020 se buscará profundizar en esta línea de trabajo completando 3 fases:

- Escaneo de los entornos de trabajo

Este proyecto de documentación geométrica surge de la necesidad de disponer de una copia digital tridimensional exacta con una finalidad primordial que es la de contar con información básica y objetiva de los elementos geomorfológicos y de los detalles necesarios para constituirse en la base geométrica sobre la cual desarrollar estudios y actuaciones.

Por lo tanto, concierne a tres partidas básicas: representar, reconstruir y simular un modelo digital con la ayuda gráfica de modelos geométricos digitales, tridimensionales, de alta precisión, que aportan información matemática, geométrica y volumétrica. Se estudiará los diferentes espacios hospitalarios a digitalizar y se planteará un itinerario previo de estacionamiento para ubicar el láser escáner con la finalidad de abarcar el máximo recubrimiento del ámbito.

El escáner está especialmente diseñado para su uso en interiores y exteriores debido a su tamaño, peso ligero y alcance de escaneo. Se obtienen resultados de escaneo incluso en entornos complejos, lugares de trabajo de pequeño tamaño y zonas polvorientas o húmedas, así como en aplicaciones con lluvia o a plena luz del día. Una herramienta de compensación in situ integrada permite optimizar la calidad de los datos en el lugar de escaneo. Las imágenes HDR y la resolución HD de las fotos garantizan unos resultados de escaneo con todo detalle y unos datos de calidad.

- Diseño de modelos BIM de los entornos biomédicos necesarios para la formación

El alcance que conlleva este apartado es la creación, desarrollo y configuración de los modelos BIM de las estancias biomédicas necesarias para la formación teórico-práctica de los alumnos del CIFP Los Gladiolos, teniendo como base de modelado los escaneos de nube de puntos realizado por Geoavance, S.L., logrando así tener la realidad construida de cada entorno objeto de este servicio.

Dichos modelos BIM mostrarán la fidelidad geométrica, de superficies, materiales y volúmenes de los entornos de trabajo reales seleccionados, logrando así replicar de forma totalmente fiel a la realidad gracias a que se realizará el procedimiento de trabajo SCAN-2-BIM (escaneo de nube de puntos y posterior modelado BIM fiel a la realidad capturada).

Los modelos BIM mostrarán todo aquello que capture el escáner de nube de puntos, es decir, sólo se modelará todo aquello que sea visible y/o registrable y que el escáner de nube de puntos allá captado.

- Modelaje en BIM esos entornos

Dentro de los modelos BIM se encontrarán creados, desarrollados, configurados y posicionados los objetos BIM que representan de forma digital los aparatos biomédicos reales, logrando así crear un espacio completo y totalmente fiel a la realidad para su uso en el aprendizaje teórico-práctico de los alumnos del CIFP Los Gladiolos.

Los objetos BIM que se crearán serán todos aquellos necesarios para la formación de los alumnos, siguiendo las directrices del CIFP Los Gladiolos y las directrices del fabricante y/o distribuidor de los aparatos biomédicos. Todos los aparatos biomédicos serán totalmente fieles a nivel geométrico y alfanumérico, es decir, los objetos BIM tendrán una geometría fiel a la realidad y toda la información, técnica, comercial, de uso, de mantenimiento, de seguridad y toda la información necesaria para el aprendizaje teórico-práctico de uso continuado por y para los alumnos, logrando así crear un modelo digital completo a nivel gráfico y alfanumérico preparado para su configuración en Realidad Aumentada, vídeo recorridos, recorridos interactivos y montajes de unidades didácticas de forma totalmente virtual. Toda la información gráfica y alfanumérica será previamente aprobada por el distribuidor y/o fabricante de los aparatos biomédicos, logrando así evitar fallos de información de cualquier índole dentro de los modelos BIM finales.

• Línea 3: simuladores holográficos

En 2018-2019 se empezó a trabajar esta línea que trata de crear simuladores holográficos de aparatos biomédicos con funcionalidades similares a las de un aparato real.

Durante este curso, los alumnos del CIFP César Manrique diseñaron 10 elementos de un laboratorio de microbiología y a 4 de ellos le añadieron, usando Unity HoloLens, funcionalidades sencillas (un botón con el que se activaba una imagen). Para ello, y con el soporte de la empresa Intelequia Software Solutions SA, los docentes crearon una aplicación en donde aparecen los 4 aparatos seleccionables (aparato de hemograma, aparato de PCR, aparato de antibiograma y Maldi TOF). A cada uno de ellos se le añadió un elemento interactivo muy básico.

Durante el curso 2019-2020 se buscará crear un un citómetro de flujo, un escáner intraoral y un equipo de rayos X, dispositivos incluidos en el currículo de Laboratorio Clínico y Biomédico, Higiene Bucodental e Imagen para el diagnóstico y medicina nuclear, respectivamente, y llevarlos a Unity HoloLens para poder conocer en profundidad el funcionamiento de estos equipos y su fundamento.

Junto a este contenido virtual, se añadirán actividades de enseñanza-aprendizaje como casos prácticos o cuestiones relacionadas con la materia que completarán la experiencia y la dotarán con elementos que ayudarán al alumnado a comprender lo expuesto y darán al profesorado herramientas metodológicas para ser más efectivo en su tarea pedagógica.

• Línea 4: tutoriales holográficos

Gracias a la aplicación Dynamics 365 Guides, se abre una posibilidad que será explorada durante el curso 2019-2020 y que busca crear tutoriales con holografías que ayuden a trabajar con un aparato. Se puede crear contenido interactivo, adjuntarse fotografías y vídeos, importar modelos 3D y personalizar la formación para convertir los conocimientos de la organización en una herramienta de aprendizaje reutilizable.

Conclusiones

Las posibilidades que esta tecnología aporta al ámbito de la formación sanitaria son especialmente interesantes para la FP y así se está demostrando con las aplicaciones que cada semana salen al mercado.

La aparición de las HoloLens 2, con unas mejoras que casan perfectamente con el proyecto (aumento del FOV, tutoriales con hologramas, interacción más natural con estos hologramas…), es una clara señal de que esta tecnología va a tener un gran peso en la educación de nuestros futuros sanitarios.

Pero no sólo el ámbito sanitario es un campo muy apropiado para su implantación, sino cualquier ciclo en el que se usen aparatos o maquinaria compleja es candidato a usarla.

La transversalidad de este proyecto, sin duda alguna, es uno de sus puntos más fuertes.

Por otro lado, hay que señalar que para valorar el presente proyecto se llevaron a cabo encuestas de satisfacción que completaron alumnado, profesorado y empresa y cuyas conclusiones más interesantes fueron las siguientes:

- Los profesionales de la empresa percibieron la teleformación como una herramienta muy útil para poder conectar su realidad profesional con el centro educativo. Además, es muy interesante indicar que su predisposición para colaborar en todos los casos fue excelente.

- El alumnado estimó que la herramienta era muy apropiada para completar su formación y para conocer un entorno complejo desconocido con el que se encontrará cuando comience su etapa laboral.

- También, el alumnado consideró esta herramienta como una forma de lenguaje más próxima a lo que los estudiantes valoran en su aprendizaje, más adaptado a sus necesidades.

- Los problemas que refirieron estudiantes y profesorado en la encuesta estaban relacionados con la calidad de la imagen en determinados momentos y el FOV (campo de visión). El primero se produjo, en determinados momentos, por una conexión no óptima, dificultad que con la inminente llegada del 5G se resolverá de forma sencilla y el segundo es uno de los aspectos que se han mejorado en la segunda versión de las HoloLens, recientemente presentada. Es destacable que, en alguna de las teleformaciones, los alumnos intervinieron de una forma muy activa preguntando cuestiones que el ponente resolvió inmediatamente.

- De la misma manera, el profesorado consideró que era una herramienta muy potente para su formación propia, para su actualización y para poder mejorar de manera sustancial el aprendizaje con el alumnado.

Además, cabría añadir algunos aspectos muy interesantes del proyecto:

- La posibilidad de desarrollar el aprendizaje basado en proyectos con esta herramienta es muy real y oportuno. Estudiantes de diseño, 3D, informática y del ámbito biomédico podrían ser candidatos para desarrollar alguna de las soluciones planteadas. Soluciones reales a un problema real, hecho que les motivará para llevar a cabo una tarea con sentido y con aplicación.

- La empleabilidad del alumnado es otra vertiente que hay que tener muy presente. Por ejemplo, los estudiantes del CIFP César Manrique comenzaron a formarse en Unity, un programa con una demanda cada vez mayor por parte de las empresas.

- La opción de crear tutoriales holográficos para aparatos puede ser un gran servicio que se podría dar a los hospitales, por ejemplo. Se trataría de facilitar la formación para que los neófitos en dicho aparato, puedan formarse sin tener que acudir a un compañero, de manera autónoma con las HoloLens.

 

Bibliografía

• BARROSO, J. y CABERO, J. (2015). "Realidad Aumentada: posibilidades educativas". En RUIZ PALMERO, J., SÁNCHEZ RODRÍGUEZ, J. y SÁNCHEZ RIVAS, E. (Eds.) "Innovaciones con tecnologías emergentes". Málaga: Universidad de Málaga.

 

 

 

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