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En este proyecto se propone completar un entorno de herramientas TIC para mejorar la formación de técnicos tanto de nivel medio (EMTP) como de nivel superior en el �rea de la Manufactura y sectores afines. A las herramientas de e-learning y experiencias de laboratorios remotos, desarrolladas exitosamente con anterioridad (Proyecto Fondef TE06I1004), se propone agregar el componente adicional de simuladores tanto para la formación teórica así como para entrenamiento en operación de máquinas sofisticadas.
En la primera etapa del proyecto se propone completar el desarrollo de un simulador genérico con gráfica 3D de alta fidelidad y modelación del movimiento basada en la Física, para así ilustrar eficazmente fundamentos básicos de Geometría, Física, Mecánica, Neumática e Hidráulica, aplicados a tecnologías de manufactura. La estructura base inicial de este simulador es el software PADROB, desarrollado por el equipo de investigación (se sugiere visitar www.rexlab.cl), el cuál deberá ampliarse para este nuevo objetivo.
En la segunda etapa del proyecto usando los resultados de la etapa anterior se aborda el objetivo de disminuir los costos y riesgos del entrenamiento en máquinas productivas de alta tecnología. El simulador genérico de la primera etapa permitirá el desarrollo de simuladores específicos de máquinas cambiando sólo los datos del modelo de entrada, por lo que se podrán obtener simuladores específicos en forma rápida y eficiente, y por ende a un costo viable para que puedan ser empleados en la educación técnico-profesional.
A partir del simulador genérico de la primera etapa se propone desarrollar simuladores de tipo semi-inmersivo reconfigurables que permiten aprender a operar un equipo técnicamente sofisticado y de alto costo simulando su comportamiento real en el computador, operándolo desde una consola o dispositivo de control que es idéntico al panel de control de la máquina real. En una simulación semi-inmersiva, el alumno observa el efecto de sus comandos en una o más pantallas del computador, donde el equipo simulado se comporta según las leyes físicas que gobiernan el movimiento de los cuerpos en el universo. Vale decir se realiza una simulación dinámica en tiempo real a partir de los comandos del alumno. Existe realimentación sensorial (estímulos) a través de medios ópticos, auditivos y cinéticos simples.
En cambio, una simulación no-inmersiva carece de realismo útil para el entrenamiento pues el movimiento observado en la pantalla no es realista, y la forma de operar el equipo no es a través de un panel de control idéntico sino que a través de joystick o bien el teclado del computador. Por otra parte en una simulación inmersiva \"full\" el alumno experimenta sensaciones físicas adicionales tales como moverse y vibrar, sentir la fuerza de gravedad o su ausencia, o sentir la presión del aire o el vacío. En tal caso el alumno interactúa con objetos robóticos que recrean con precisión el ambiente real.
Para los objetivos del proyecto propuesto se estima que la categoría de simuladores semi-inmersivos es la más adecuada por razones de efectividad, costo y complejidad. Esto considerando que el aspecto más importante en nuestro caso es la fidelidad visual de la geometría y del movimiento, y que el tipo de máquinas escogidas se maneja esencialmente mediante botoneras, joysticks y palancas.
El simulador semi-inmersivo con modelos reconfigurables que se propone en este proyecto se basará en el software de simulación PADROB antes mencionado. Este es un software que permite generar modelos físicos de un sistema y simularlos con dinámica en tiempo real. Está escrito en lenguaje C++ y utiliza la biblioteca gráfica OpenGL para obtener un gran realismo gráfico de salida (se sugiere visitar www.rexlab.cl). En el marco de este proyecto se adaptará este software, reutilizando las clases y métodos desarrollados, agregando además hardware de interacción y uso de pantallas múltiples.
Un simulador de entrenamiento de tipo semi-inmersivo es una poderosa herramienta TIC de formación y entrenamiento y ya se usan ampliamente en una variedad de disciplinas técnicas. Su masificación en Chile sería un aporte significativo hacia el mejoramiento de la educación técnico-profesional, más todavía, al combinar su uso con herramientas TIC de e-learning y laboratorios remotos. Se debe considerar que en el sector industrial existe una carencia pronunciada en la formación de cuadros técnicos por falta de equipamiento adecuado, y también por escasez de profesores debidamente entrenados en las tecnologías productivas más recientes.
Con el uso combinado de las herramientas antes mencionadas se podrá aplicar una metodología de enseñanza que comienza con módulos de e-learning para adquirir el dominio de los fundamentos de las tecnologías presentes en un cierto equipo. Enseguida el alumno realiza una etapa de aprendizaje con simuladores de entrenamiento, donde adquirirá fundamentos teóricos específicos, y las habilidades y competencias mínimas para operar dicho equipo. Finalmente el alumno realiza una etapa final de entrenamiento a través laboratorios remotos, donde completará y validará el alto nivel de competencias que necesita para iniciarse con éxito en la vida laboral.
El nivel de formación que se logra con las herramientas TIC descritas y la cobertura que permiten alcanzar permiten predecir que estas son una alternativa eficiente y efectiva para mejorar el nivel de la educación técnico-profesional en Chile
Para dar sustentabilidad al proyecto, traspasar los resultados obtenidos, y tener un impacto social significativo se lanzará un Diplomado en Uso de Herramientas TIC para profesores de la Educación Técnico Profesional.
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