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Realidad Virtual, Inteligencia Artificial y Realidad Aumentada

Exposicion basada en topicos en sistemas
by

Sebastian Ruiz

on 25 April 2014

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Transcript of Realidad Virtual, Inteligencia Artificial y Realidad Aumentada

Realidad Virtual, Inteligencia Artificial y Realidad Aumentada
Realidad Virtual
La realidad virtual es por lo general un mundo virtual generado por ordenador (o sistemas informaticos) en el que el usuario tiene la sensacion de estar en el interior de este mundo, y dependiendo de su nivel de inmersión este puede interactuar con este mundo y los objetos del mismo en un grado u otro.
Relación Humano-Maquina
HUMANO-MAQUINA
Unicamente puede interaccionar una persona por mundo virtual. Ejemplo de este tipo de RV serian los videojuegos no multijugados, Cines 3d, etc...
HUMANOS-MAQUINA
Es posible que mas de una persona compartan el mismo mundo virtual e interacción al mismo tiempo con el mismo y/o entre ellos.


Tipos de Realidad Virtual
REALIDAD VIRTUAL INMERSIVA
Se consigue una inmersion total mediante perifericos (cascos de realidad virtual, gafas, posicionadores, HDM...), hasta el punto de desaparecer el mundo real.
REALIDAD VIRTUAL SEMIINMERSIVA
Interactuamos con el mundo virtual, pero sin estar sumergidos en el mismo, por ejemplo a traves de un monitor. Este tipo de RV es muy comun en videojuegos en la actualidad ya que no requiere ningun hardware especial.
Realidad Aumentada
Que es la RA o realidad aumentada y en que se diferencia de la realidad virtual. Pues bien mientras que en la realidad virtual el mundo real desaparece, en la realidad aumentada este continua presente y ademas es enriquecido con nueva informacion. A traves de un dispositivo que cuente como minimo con la combinacion de una camara y una pantalla, dicho dispositivo se encarga de agregar informacion adicional como por ejemplo:
- Turismo:
Al observar un paisaje el dispositivo nos puede informar de lugares que podemos visitar y a que distancia estamos de los mismos.
- Objetos Virtuales:
Mediante un trozo de papel en el que hay dibujado una figura geometrica simple, el software puede recrear un objeto virtual y este ser añadido a la realidad para ser observado. Existen en la actualidad aplicaciones utiles en marcha que van desde los juegos, a probadores de relojes.
- Educacion:
Por ejemplo al visitar un museo podemos visualizar un cuadro o una escultura a traves del dispositivo que estemos utilizando y este nos ofrecera informacion en pantalla acerca del autor, fecha, estilo, etc...
- Medicina:
A un cirujano le puede aportar informacion util en tiempo real, como por ejemplo el numero de latidos, temperatura, bordes de un tumor, entre otras.
Realidad Aumentada
Según Autores
La definicion creada por
Paul Milgram
y
Fumio Kishino
en 1994 llamada
Milgram-Virtuality Continuum
dice que entre un entorno real y un entorno virtual puro esta la llamada realidad mixta y esta se subdivide en 2, la realidad aumentada (mas cercana a la realidad) y la virtualidad aumentada (mas proxima a la virtualidad pura).

Realidad Aumentada
Según Autor
la definicion aportada por
Ronald Azuma
en 1997, que acota a la realidad aumentada a la que cumple estos tres requisitos:

- Combinacion de elementos virtuales y reales.
- Interactividad en tiempo real.
- Informacion almacenada en 3D.
Inteligencia Artificial
La Inteligencia Artificial es una combinación de la ciencia de la informatica, fisiología y filosofía, tan, en el que se reunen varios campos (robótica, sistemas expertos, por ejemplo), todos los cuales tienen en común la creación de máquinas que pueden pensar, contribuyendo a un mayor entendimiento del conocimiento humano.
Usos mas Comunes
Los usos actuales mas frecuentes de la realidad virtual son los siguientes:
1.
Entrenamiento de pilotos, astronautas, soldados, etc...
2.
Medicina educativa, por ejemplo para la simulacion de operaciones
3.
CAD (diseños asistido por ordenador). Permite ver e interactuar con objetos antes de ser creados, con el evidente ahorro de costes.
4.
Creacion de entornos virtual (museos, tiendas, aulas, etc...).
5.
Tratamiento de fobias. (aerofobia, aracnofobia, claustrofobia, etc..)
- Juegos, Cine 3D y todo tipo de entretenimiento.


Origenes Historicos de la Realidad Virtual
1838 -
Charles Wheatstone, un inventor britanico crea el primer estereoscopio, que consistia en una especie de gafas en las que se situaban 2 fotografias distintas en cada ojo.
1929

-
Se crea el primer Link Trainer (tambien conocido como Blue Box), que era un simulador de vuelo mecanico. Mas de 500.000 norteamericanos fueron entrenados en simuladores basados en este modelo.
1958 -
La empresa Philco Corporation crea un casco de realidad virtual que utiliza los movimientos de la cabeza del usuario para realizar los desplazamientos.
1967 -
Ivan Sutherland y David Evans fundan la empresa -Evans & Sutherland- y desarrollan el primer programa diseñado para crear mundo virtuales con imagenes 3d, datos almacenados y aceleradores.
1992 -
Se estrena la pelicula -El Cortador de Cesped- (The Lawnmower Man) ayudando aun mas a popularizar a la realidad virtual.
1994 -
Primera version del VRML (Virtual Reality Modeling Language) para represencion de escenas y objetos 3D en la web.
Caracteristica de un IA
1-
Varios campos de desarrollo, como la robótica, la comprensión y traducción de lenguajes, el reconocimiento y aprendizaje de palabras de máquinas o los variados sistemas computacionales expertos, que son los encargados de reproducir el comportamiento humano en una sección del conocimiento.
2-
El comportamiento de los programas no es descrito explícitamente por el algoritmo. La secuencia de pasos seguidos por el programa es influenciado por el problema particular presente. El programa especifica cómo encontrar la secuencia de pasos necesarios para resolver un problema dado.
3-
El razonamiento basado en el conocimiento, implica que estos programas incorporan factores y relaciones del mundo real y del ámbito del conocimiento. Al contrario de los programas para propósito específico, como los de contabilidad y cálculos científicos.
Redes Neuronales
Las redes neuronales como su nombre lo indica pretenden imitar a pequeñísima escala la forma de funcionamiento de las neuronas que forman el cerebro humano. Entre los pioneros en el modelado de neuronas se encuentra Warren McCulloch y Walter Pitts, Estos investigadores propusieron un modelo matemático de neurona, En este modelo cada neurona estaba dotada de un conjunto de entradas y salidas. Cada entrada está afectada por un peso, La activación de la neurona se calcula mediante la suma de los productos de cada entrada y la salida es una función de esta activación.
Neuronas Artificiales
Redes neuronales o neuroredes, estan inspiradas a imitar la forma de procesamiento de un sistema neuronal biologico, especialmente por la forma de procesamiento de un cerebro humano, muy diferente a el funcionamiento de un equipo, el cuerpo humano corresponde al de un sistema altamente complejo, no-lineal paralelo, equivalente a decir que realiza varias operaciones al mismo tiempo, caso contrario al de un equipo por su procesamiento lineal. Dicho esto las neuroredes son un procesador de informacion altamente paralelo, constituido por muchas unidades sencilla de procesamiento llamadas neuronas.
Clasificacion de las ANN (Artificial Neural Network)
1- Deacuerdo a su Naturaleza:

redes analógicas
procesan datos de entrada de naturaleza analógica, valores reales continuos, habitualmente acotados y usualmente en el compacto [-1,1] o en el [0,1], para dar respuestas también continuas;
Las redes discretas
(binarias) procesan datos de naturaleza discreta, habitualmente {0,1}, para acabar emitiendo una respuesta discreta.
2- Deacuerdo a su Topologia:

redes monocapa
sólo cuentan con una capa de neuronas, que intercambian señales con el exterior y que constituyen a un tiempo la entrada y salida del sistema;
redes multicapa
disponen de conjuntos de neuronas jerarquizadas en distintos niveles o capas, con al menos una capa de entrada y otra de salida, y, eventualmente una o varias capas intermedias.
Hardware
Para poder utilizar la realidad aumentada en necesario un dispositivo que cuente con:
- Sistema de visualizacion:
Por lo general una pantalla que esta situada en un dispositivo de mano (como por ejemplo un smartphone), o montada en un casco o gafas.
- Dispositivo de entrada:
Como minimo ha de contar con una camara, aunque resulta util disponer de algun dispositivo que nos situe en el espacio con 6 grados de libertad (por ejemplo un GPS). Otros dispositivos de utilidad son los compases de estado solido, los giroscopios y los acelerometros.
- CPU:
Es necesario un potente procesador para poder manejar y modificar el video en tiempo real.

El
Designer’s Augmented Reality Toolkit (DART)
es un sistema de programación que fue creado por el Augmented Environments Lab, en el Georgia Institute of Technology, para ayudar a los diseñadores a visualizar la mezcla de los objetos reales y virtuales. Proporciona un conjunto de herramientas para los diseñadores: extensiones para el Macromedia Director (herramienta para crear juegos, simulaciones y aplicaciones multimedia) que permiten coordinar objetos en 3D, vídeo, sonido e información de seguimiento de objetos de Realidad Aumentada.

D.A.R.T. (Designer’s Augmented Reality Toolkit)
1992:
Tom Caudell crea el término Realidad Aumentada.
1994:
Steven Feiner, Blair MacIntyre y Doree Seligmann primera utilización importante de un sistema de Realidad Aumentada en un prototipo, KARMA, presentado en la conferencia de la interfaz gráfica. Ampliamente citada en la publicación Communications of the ACM al siguiente año.
1999:
Hirokazu Kato desarrolla
ARToolKit
en el
HitLab
y se presenta en
SIGGRAPH
ese año.
2000:
Bruce H. Thomas desarrolla
ARQuake
, el primero juego al aire libre con dispositivos móviles de Realidad Aumentada, y se presenta en el
International Symposium on Wearable Computers.
2009:

AR Toolkit
es portado a Adobe Flash (FLARToolkit) por Saqoosha, con lo que la realidad aumentada llega al navegador Web.
Cronologia de
la Realidad Aumentada
-
ARToolKit
biblioteca GNU GPL que permite la creación de aplicaciones de realidad aumentada, desarrollado originalmente por Hirokazu Kato en 19992 y fue publicado por el
HIT Lab
de la Universidad de Washington.
-
ATOMIC Authoring Tool
es un software Multi-plataforma para la creación de aplicaciones de realidad aumentada, el cual es un Front end para la biblioteca
ARToolKit
. Fue Desarrollado para no-programadores, y permite crear rápidamente, pequeñas y sencillas aplicaciones de Realidad Aumentada.
- ATOMIC Web Authoring Tool
es un proyecto hijo de
ATOMIC Authoring Tool
que permite la creación de aplicaciones de realidad aumentada para exportarlas a cualquier sitio web.
Paginas Web
Relacionadas con RA
Ambiente
Virtual
La imagen virtual es generada por una computadora gráfica (gráficas de silicio). El mundo exterior se despliega en una perspectiva tridimensional, aun rango de 20 a 30 actualizaciones por segundo que da como resultado un rendimiento en tiempo real.
se utiliza en investigaciones donde se requiere la búsqueda visual de un área grande que sea posible ver en pantalla.


-http://www.realidadvirtual.com/que-es-la-realidad-virtual.htm
-http://www.realidadvirtual.com/realidad-aumentada/
-http://es.wikipedia.org/wiki/Realidad_aumentada
-http://aumentada.blogspot.com/
-http://inteligenciaartificialudb.blogspot.com/2008/01/concepto-caractersticas-y-metodologas.html
-http://www.bvs.sld.cu/revistas/san/vol2_2_98/san15298.htm
-http://www.slideshare.net/Alumnos/inteligencia-artificial-140712
-http://laroboticadelmundo.galeon.com/
Bibliografia
Tecnologías Relacionadas de IA
Existen diferentes tipos de tecnologías que forman parte de lo que conocemos como inteligencia artificial.
Por un lado, existen los sistemas expertos, programas de cómputo que tienen conocimientos específicos sobre un tema. Estos conocimientos son dados por expertos humanos en un área en particular y colocados dentro del programa junto con reglas y heurísticas. Estos programas tienden a enfocarse directamente en el tema sobre el cual se especializan y no tienen la facultad de aprender de su experiencia.
La estadística también es usada en la inteligencia artificial, principalmente cuando el sistema se enfrenta a la incertidumbre producida por la falta de información. En estos casos, el sistema es capaz de tomar una decisión aun teniendo datos incompletos.
Aplicaciones
La inteligencia artificial tiene muchas aplicaciones, de hecho es muy posible que en este momento tengamos en casa aparatos electrónicos que utilicen algún tipo de tecnología relacionada con la inteligencia artificial.

Un calentador de agua puede usar una máquina de estados finitos para su control. La lavadora automática de ropa puede utilizar lógica difusa para seleccionar el ciclo de lavado, la temperatura del agua y la cantidad de detergente.

Las cámaras de video y de fotografía también pueden hacer uso de la lógica difusa para enfocar la imagen y otro tipo de tecnología para seleccionar las características necesarias para tomar la mejor foto.

Los automóviles modernos usan sistemas inteligentes para proporcionar un mejor frenado, y evitar los derrapes en curvas y caminos los días de lluvia.

Los videojuegos actuales hacen uso de la inteligencia artificial de muchas maneras diferentes: la selección de la estrategia por utilizar, la búsqueda del jugador adentro de un ambiente complejo, el evitar la colisión con el jugador, el control de los personajes, etcétera.
Muchas Gracias por su Atencion
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