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Proyecto “CARA”: Caja de arena de realidad aumentada

Estudiantes: Cristian Mardones, Eduardo Esparza. Fecha: 25 marzo 2019

RESUMEN El siguiente proyecto “CARA”: Caja de arena de realidad aumentada consiste en replicar un dispositivo de modelamiento topográfico de realidad aumentada (AR) sobre una caja de arena. La realidad aumentada se produce al combinar elementos virtuales con elementos reales que pueden ser visualizados gracias a un dispositivo tecnológico que los proyecta en el mundo real. El dispositivo se compone de cuatro partes: un proyector, una cámara 3D , un computador y una estructura con arena. Además, se requiere un software de código libre llamado “sARndbox”. Este software nos permite crear relieves a partir de la manipulación de arena con agua, en los que se proyecta un modelo de elevación topográfico a color. Además, el dispositivo puede componer fluidos como agua o lava que siguen las ecuaciones de NavierStokes adecuando sus condiciones de borde a la superficie modelada. De esta forma, “CARA” permite estudiar de manera interactiva conceptos tridimensionales geográficos, geológicos e hidrológicos, como la lectura de mapas topográficos, el significado e importancia de las curvas de nivel, cuencas hidrográficas, procesos de erosión, zonas de captación de aguas, divisorias de aguas, diques, inundaciones, entre muchos otros.

Objetivo General Adquirir como Universidad y carrera de ingeniería civil en minas una herramienta didáctica e interactiva para generar conocimiento, utilizándolo en actividades académicas relacionadas con la escuela de Geología y topografia, entre otras. Generando un aprendizaje interactivo de conceptos relacionados con las Ciencias de la Tierra gracias a las nuevas tecnologías. Innovar en las formas de enseñanza y difusión del conocimiento.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO El proyecto consiste en replicar un modelo de dispositivo de realidad aumentada que fue originalmente desarrollado por investigadores en la Universidad de California, USA, Y que ha sido construido en todo el mundo, como una herramienta útil para la formación de profesionales y la difusión de las Ciencias. El modelo de realidad aumentada es un conjunto de dispositivos que añaden información virtual a la información física existente. Es decir, combina un entorno físico del mundo real (mezcla de arena con agua para moldear) con elementos virtuales (proyección de un mapa de elevación a color y líneas de contorno, como curvas de nivel) que concuerdan con la topografía antes moldeada antes por los usuarios. La realidad aumentada, se logra mediante el uso de una cámara 3D, un computador, un proyector y una superficie moldeable donde se proyecte la imagen, Esta herramienta reconoce y modela en tiempo real el relieve y/o cambios en éste. Además, permite recrear fluidos como agua y lava, observando su comportamiento en el relieve a partir del modelamiento de procesos cinemáticos de fluidos. Algunos de los usos que se pueden lograr con este dispositivo son:     

Visualizar flujos volcánicos Visualizar zonas de inundación Deslizamientos de laderas en elevaciones o montañas. Comprender e interpretar información de mapas topográficos Erosión a grandes rasgos.

Además, el código del software puede ser editado (constantemente existen actualizaciones del software) y adherir una gran cantidad de características, tales como:     

Procesos de contaminación en redes hídricas Visualización de fauna y flora Efectos de sonido a los flujos de agua y lava. Integración del ciclo del agua con tasas de evaporación y precipitación Superposición de DEMs y fotografías aéreas.

PARA SU FUNCIONAMIENTO SE REQUIEREN DE LO SIGUIENTE: a) Computador: Para la ejecución del software es necesario tomar en cuenta las exigencias expresadas por los desarrolladores quienes realizaron el software apuntando a un sistema operativo y hardware específicos, Las razones de tales exigencias se basan en 2 componentes principales del software: (1) Generación del mapa topográfico y (2) Simulación de fluidos (Agua y Lava). La primera no genera un impacto considerable en la cotización del hardware debido a que es posible realizarla a través de un computador general de gama media. Por otro lado, la simulación de fluidos es la función más exigente del software marcando las exigencias en cuanto a la cotización del hardware. b) Sensor Kinect: Uno de los componentes vitales para la generación del mapa topográfico y modelación de fluidos es el sensor Microsoft Kinect 3D, que recopila la información espacial del relieve moldeado en la caja de arena que será procesado por el software AR Sandbox y proyectado a su vez mediante el Data-show sobre la superficie moldeada. c)

Proyector: Componente necesario para observar el mapa generado por el software sobre la topografía moldeada con arena y lo que entrega la experiencia interactiva del proyecto.

d) Caja de Arena: Una estructura, en altura, que permita (de manera segura) montar la cámara Kinect y el proyector sobre la caja de arena. La caja de arena en sí debe tener una relación de aspecto de 4: 3, para que coincida con los campos de visión de la cámara Kinect y el proyector. e) Arena: La caja de arena debe llenarse con arena a una profundidad de alrededor de 10 cm.

IMPORTANTE!! EL SOFTWARE es gratis, pero Los gestores del proyecto y desarrolladores del software solicitan que en cada Sandbox que se construya en el mundo se adjunte una pequeña placa en o cerca de cualquier Sandbox de AR (AugmentedReality) públicamente visible, con la finalidad de dar crédito por el desarrollo de los algoritmos y código originales, yademás para reconocer la subvención de investigación federal que financió su desarrollo, además el logo y código QR de redirección a la página del proyecto original Link desarrolladores y descargar del software https://arsandbox.ucdavis.edu/

Presupuesto: nuevo kinect 360 proyector pc melamina estructura soporte proyector varios total aprox

usado 65.000 20000 0 0 30690 25000 30000 140.690