Por Érika Rodríguez
Zacatecas, Zacatecas. (Agencia Informativa Conacyt).- Interacción Humano-Computadora (HCI, por sus siglas en inglés) es la más reciente línea de investigación que fortalece el programa de maestría en ingeniería de software (MIS), del Centro de Investigación en Matemáticas (Cimat), unidad Zacatecas. Esta integración al programa académico forma parte del proyecto de Fondos Mixtos del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).
En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el doctor Hugo Arnoldo Mitre Hernández informó que desde 2015 trabaja en la línea de investigación HCI en coordinación con el doctor Carlos Lara Álvarez, en Cimat, unidad Zacatecas; ambos, miembros nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI).
“A este trabajo sobre HCI le estamos dando tres enfoques principales, que son: cognición, emoción y experiencia de usuario. Las aplicaciones pueden ser en la industria, educación o asistencia médica. Nuestro objetivo es estudiar, diseñar, desarrollar, implementar y evaluar iniciativas mixtas en donde intervenga el factor humano con la computadora. En una primera fase identificamos los desafíos que involucran el factor humano tanto en industria como en educación y asistencia médica. Posteriormente iniciamos con una serie de proyectos cuyos resultados han sido óptimos hasta la fecha”.
Experiencia del usuario en videojuegos
El doctor Carlos Lara, miembro de Cátedras Conacyt, expuso que dentro del concepto de experiencia de usuario (UX, por sus siglas en inglés), el mayor interés de este grupo de investigadores es conocer las emociones que provoca un videojuego en las personas. Los resultados podrían aplicarse para procesos educativos y potenciar el aprendizaje.
“Existen videojuegos denominados ‘serios’, que son los enfocados en desarrollar alguna habilidad o conocimiento. Por eso es de suma importancia evaluar y mejorar la experiencia del usuario en videojuegos educativos. Son múltiples las aplicaciones de esta área, pero en lo particular, nuestro grupo de investigación se ha enfocado en descubrir cuál es la emoción del usuario”, informó el investigador educativo.
Por su parte, Hugo Mitre manifestó que para la experiencia del usuario en videojuegos, en donde el objetivo es generar una sensación equilibrada entre diversión, miedo y otras emociones, el equipo desarrolló un método y una herramienta de desarrollo tecnológico. Los resultados de esta investigación fueron publicados en International Journal of Advanced Computer Science and Applications (IJACSA), en su segunda edición de 2017, bajo el título de Method for Game Development Driven by User-eXperience: A Study of Rework, Productivity and Complexity of Use.
| ¿Qué es Cimat?
El Centro de Investigación en Matemáticas es un centro público de investigación integrado al Sistema de Centros Públicos del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, dedicado a la generación, transmisión y aplicación de conocimientos especializados en las áreas de matemáticas, estadística y ciencias de la computación. Orientado hacia la investigación científica, la formación de recursos humanos de alto nivel, el mejoramiento de la competencia matemática de la sociedad, así como al apoyo en la solución de problemas que competen a sus áreas de interés, el Cimat busca contribuir al desarrollo científico y tecnológico de México. Fuente: Cimat. |
“A partir de esta investigación generamos un método de diseño y desarrollo de videojuegos, basado en la experiencia del jugador —usuario—. Lo que hicimos, además de hacer la publicación, fue pasar todo ese conocimiento a una empresa de nueva creación, por lo que nuestra investigación ya está siendo aplicada actualmente”.
Por su parte, el doctor Carlos Lara expresó el reto que representa clasificar el conjunto de emociones del usuario para con ello generar el mejor y más adecuado contenido en el videojuego.
“Para esto, nosotros percibimos, según la emoción del usuario, si el videojuego es muy fácil o difícil, debemos tener cuidado de no frustrarlo, porque la intención es que experimente emociones que representen cierto reto pero que, a la vez, lo estimulen a continuar en el juego”.
Evaluación de contenido educativo por seguimiento ocular
Hugo Mitre Hernández exteriorizó que mediante un eye-tracking, también conocido como dispositivo de seguimiento ocular, estudian el comportamiento visual del usuario al ver un contenido educativo, administran el orden en que ven los elementos —si están concentrados o dispersos— y analizan el grado de dispersión de la energía, a lo que se conoce como la entropía de Shannon.
“Estas pruebas las hemos hecho con niños de primarias de Zacatecas, a quienes colocamos los rastreadores oculares para hacer los estudios. Entre los hallazgos que encontramos, tomando en cuenta que todos los elementos a enseñar son igual de importantes, cuando el material presenta una entropía de Shannon alta —es decir, que se dispersan las fijaciones entre los elementos—, se reduce el tiempo de aprendizaje. Cuando el usuario se concentra, se amplía el tiempo, por lo que el tiempo es el que tiene mayor impacto según el grado de aprendizaje”.
El investigador comunicó que estas pruebas, en donde también se evaluó la carga cognitiva por el tamaño de la pupila —por ejemplo, ¿qué tan difícil es hacer una tarea como suma de fracciones?—, serán aplicadas para ejecutar un comportamiento visual ordenado y el usuario pueda responder bien ante la enseñanza de contenido educativo apropiado. Agregó que esto puede ser aplicado tanto para entrenamiento como para la educación.
“Lo que encontramos es que la reducción del tiempo de estudio no afecta la calificación, ya que independientemente del tiempo, hay quienes obtienen altos, bajos resultados u obtienen las mismas calificaciones. Lo que logramos en la métrica general fue una reducción del tiempo en el aprendizaje, esa es la razón importante”.
Atención selectiva para asistencia médica
El doctor Hugo Mitre informó que parte de las aplicaciones de HCI en el área de atención selectiva se enfoca en asistencia médica, cuyo desarrollo no consiste en la cura de enfermedades, sino para resolver problemas de comunicación o movilidad.
“En la atención selectiva tenemos una pulsera de adquisición de señales fisiológicas (temperatura, ritmo cardiaco, actividad eléctrica de la piel) y un electroencefalograma (EEG) que mediante señales fisiológicas y una interfaz nos permiten identificar si un paciente que no pueda hablar o no tenga movilidad está poniendo atención a las indicaciones que se le están dando. Esto mejora la comunicación y ayuda a dar seguimiento a las terapias de pacientes”.
Control de emociones para el aprendizaje
Hugo Mitre indicó que con dispositivos de electroencefalograma se creó un videojuego para niños de cuatro años de edad basado en colores según la retroalimentación neuronal del jugador.
“En este videojuego aparece una paleta de colores y cuando el niño —usuario— selecciona un color de entre las diferentes opciones, en pantalla se muestran rostros según su estado emocional. Esto es entretenido para ellos, porque les sorprende ver que si está enojado, aparece una cara de enojado y si se siente contento, el personaje se pone contento también. Esto genera una sensación agradable que estimula a los niños. Por medio de este experimento nos dimos cuenta que cuando el niño tiene mayor cantidad de emociones positivas, sus equivocaciones son menos frecuentes”.
El doctor Lara, en conjunto con el doctor Mitre, ha implementado la evaluación de emociones, específicamente para inducir las emociones por sonido en videojuegos, con la finalidad de cambiar los estados de ánimo del usuario para mejorar su aprendizaje en videojuegos serios educativos. Esto dio como resultado una tesis de maestría y fue publicado en 2016 en la revista Research in Computing Science, con el título A Fuzzy Control System for Improving Learning.
Creación de laboratorio de Interacción Humano–Computadora (HCI)
El doctor Hugo Mitre Hernández indicó que un laboratorio de Interacción Humano–Computadora junto con un laboratorio de seguridad se están construyendo en el Parque de Ciencia y Tecnología (PCT) de Zacatecas, dentro del edificio que comprende Cimat, unidad Zacatecas. Esta construcción tiene un avance de 85 por ciento, por lo que se podría concluir a finales de septiembre del presente año.
“Este proyecto también involucra la creación de un doctorado en ingeniería de software y otros planes que tenemos para fortalecer la formación de recursos humanos en Cimat. En cuanto al desarrollo de tecnología relacionada con HCI, buscamos desarrollar aplicaciones que sean realmente útiles para la sociedad”, concluyó.
Por último, el doctor Mitre y el doctor Lara reiteraron su agradecimiento a las siguientes escuelas zacatecanas por su participación en sus experimentos HCI: la secundaria Colegio del Centro, primaria del Instituto Educativo de Zacatecas (IEZ), secundaria San Juan Bosco, primaria Pedro Coronel, secundaria José María Rodríguez y secundaria Makarenko.
