Panorámica: serious games, gamification y mucho más

La relación entre los videojuegos y el mundo de la educación es y ha sido tormentosa, con amores y odios, con sus altibajos. Pero lo que es indudable es que los videojuegos son una realidad en el mundo actual y una potente industria. Y además, los juegos siempre han jugado un papel fundamental en la educación. Aunque su incorporación a la actividad académica no ha sido todo lo ágil que hubiera sido conveniente, los videojuegos ya forman parte de la universidad. En este artículo vamos a presentar algunas de las iniciativas que hemos llevado a cabo desde que en el año 2002 incorporamos los videojuegos en nuestras actividades académicas, tanto docentes como investigadoras. MadUniversity es un videojuego que dio lugar a varios proyectos final de carrera de la Ingeniería en Informática. Screaming Racers es un videojuego diseñado y desarrollado para ser utilizado como plataforma de experimentación de técnicas en inteligencia artificial basadas en la neuroevolución. The Conference Interpreter (CoIn) es un videojuego para la práctica del inglés desarrollado para apoyar una tesis doctoral. GameLearning es una colección de minijuegos conceptuales para la adquisición de habilidades directivas. ABPgame es la aplicación de la metodología basada en proyectos a varias asignaturas de las titulaciones de Ingeniería en Informática y del Grado en Ingeniería Multimedia que realizan un proyecto común: un videojuego. PLMan es un sistema gamificado que ayuda a desarrollar habilidades de pensamiento lógico, a través del lenguaje Prolog. Nuestro objetivo es mostrar la utilidad de los videojuegos y sus múltiples aplicaciones en el entorno universitario: como objetos de aprendizaje por medio de videojuegos educativos (serious games); como proyectos informáticos complejos para ser desarrollados por nuestros estudiantes; como entorno de experimentación para comprobar la validez de las investigaciones en inteligencia artificial; y finalmente como filosofía a aplicar al campo de la educación, lo que se ha etiquetado como gamificación.

3D-based reconstruction using growing neural gas landmark: application to rapid prototyping in shoe last manufacturing

Customizing shoe manufacturing is one of the great challenges in the footwear industry. It is a production model change where design adopts not only the main role, but also the main bottleneck. It is therefore necessary to accelerate this process by improving the accuracy of current methods. Rapid prototyping techniques are based on the reuse of manufactured footwear lasts so that they can be modified with CAD systems leading rapidly to new shoe models. In this work, we present a shoe last fast reconstruction method that fits current design and manufacturing processes. The method is based on the scanning of shoe last obtaining sections and establishing a fixed number of landmarks onto those sections to reconstruct the shoe last 3D surface. Automated landmark extraction is accomplished through the use of the self-organizing network, the growing neural gas (GNG), which is able to topographically map the low dimensionality of the network to the high dimensionality of the contour manifold without requiring a priori knowledge of the input space structure. Moreover, our GNG landmark method is tolerant to noise and eliminates outliers. Our method accelerates up to 12 times the surface reconstruction and filtering processes used by the current shoe last design software. The proposed method offers higher accuracy compared with methods with similar efficiency as voxel grid.

Mathematical modelling of the lower urinary tract

The lower urinary tract is one of the most complex biological systems of the human body as it involved hydrodynamic properties of urine and muscle. Moreover, its complexity is increased to be managed by voluntary and involuntary neural systems. In this paper, a mathematical model of the lower urinary tract it is proposed as a preliminary study to better understand its functioning. Furthermore, another goal of that mathematical model proposal is to provide a basis for developing artificial control systems. Lower urinary tract is comprised of two interacting systems: the mechanical system and the neural regulator. The latter has the function of controlling the mechanical system to perform the voiding process. The results of the tests reproduce experimental data with high degree of accuracy. Also, these results indicate that simulations not only with healthy patients but also of patients with dysfunctions with neurological etiology present urodynamic curves very similar to those obtained in clinical studies.

¿Puede un videojuego ayudarnos a predecir los resultados de aprendizaje?

Comunicación presentada en CoSECiVi 2014, I Congreso de la Sociedad Española para las Ciencias del Videojuego, Barcelona, 24 de junio de 2014.

Construction of Intelligent Virtual Worlds Using a Grammatical Framework

The potential of integrating multiagent systems and virtual environments has not been exploited to its whole extent. This paper proposes a model based on grammars, called Minerva, to construct complex virtual environments that integrate the features of agents. A virtual world is described as a set of dynamic and static elements. The static part is represented by a sequence of primitives and transformations and the dynamic elements by a series of agents. Agent activation and communication is achieved using events, created by the so-called event generators. The grammar defines a descriptive language with a simple syntax and a semantics, defined by functions. The semantics functions allow the scene to be displayed in a graphics device, and the description of the activities of the agents, including artificial intelligence algorithms and reactions to physical phenomena. To illustrate the use of Minerva, a practical example is presented: a simple robot simulator that considers the basic features of a typical robot. The result is a functional simple simulator. Minerva is a reusable, integral, and generic system, which can be easily scaled, adapted, and improved. The description of the virtual scene is independent from its representation and the elements that it interacts with.

Numerical resolution of Emden's equation using Adomian polynomials

Purpose: In this paper the authors aim to show the advantages of using the decomposition method introduced by Adomian to solve Emden's equation, a classical non‐linear equation that appears in the study of the thermal behaviour of a spherical cloud and of the gravitational potential of a polytropic fluid at hydrostatic equilibrium. Design/methodology/approach: In their work, the authors first review Emden's equation and its possible solutions using the Frobenius and power series methods; then, Adomian polynomials are introduced. Afterwards, Emden's equation is solved using Adomian's decomposition method and, finally, they conclude with a comparison of the solution given by Adomian's method with the solution obtained by the other methods, for certain cases where the exact solution is known. Findings: Solving Emden's equation for n in the interval [0, 5] is very interesting for several scientific applications, such as astronomy. However, the exact solution is known only for n=0, n=1 and n=5. The experiments show that Adomian's method achieves an approximate solution which overlaps with the exact solution when n=0, and that coincides with the Taylor expansion of the exact solutions for n=1 and n=5. As a result, the authors obtained quite satisfactory results from their proposal. Originality/value: The main classical methods for obtaining approximate solutions of Emden's equation have serious computational drawbacks. The authors make a new, efficient numerical implementation for solving this equation, constructing iteratively the Adomian polynomials, which leads to a solution of Emden's equation that extends the range of variation of parameter n compared to the solutions given by both the Frobenius and the power series methods.

Experiencias en la tutorización de enseñanzas técnicas

El PAT en la Escuela Politécnica está abierto a todos aquellos tutores que deseen formar parte del plan y también a todos los alumnos, que, voluntariamente pueden marcar la opción de participar en el plan en la matrícula, y también a aquellos que, a pesar de no marcar la opción en la matrícula, finalmente han decidido seguir el plan de acción tutorial. Esta característica de participación e inscripción voluntaria permite que el trabajo se realice más satisfactoriamente tanto por parte de tutores como por parte de los alumnos, puesto que han decidido seguir el plan por ello mismos y no como una imposición. Con este trabajo nos proponemos presentar nuestras experiencias en el desarrollo de la tutorización de nuestros estudiantes así como la evolución en el desarrollo de la tutorización por pares.

Coordinación de las competencias de Electrónica en el Grado y Máster en Ingeniería de Telecomunicación

La implantación de los cursos tanto de grado como de máster requiere de una continua evaluación y revisión desde el punto de vista de sus contenidos específicos, planificación, evaluación, etc. con el fin de mejorar año a año el proceso de enseñanza-aprendizaje asociado a cada asignatura de forma individual, además de con el fin de mejorar la coordinación entre las diferentes asignaturas. En ese sentido, en el presente trabajo se analiza la materia de electrónica y todas las asignaturas que la integran en el Grado de Ingeniería en Sonido e Imagen en Telecomunicación, y en el Máster en Ingeniería de Telecomunicación, dado que en este caso podemos considerar los estudios de este máster como una continuación natural de los estudios previos del grado correspondiente. En concreto, los objetivos principales del presente trabajo son el seguimiento, coordinación, evaluación y mejora en la distribución de competencias de las asignaturas obligatorias de los cursos primero y segundo del Grado en Ingeniería en Sonido e Imagen en Telecomunicación y las asignaturas obligatorias del Máster en Ingeniería de Telecomunicación.

¿Podemos considerar la docencia como un fractal?

Este trabajo surge de una reflexión de las tantas que se plantea el profesor cada curso académico. Estas reflexiones nos han llevado a analizar los distintos puntos de vista del estudiante y del profesor frente a la realidad que se desarrolla en el aula, tratando aspectos como la motivación y el trabajo del estudiante, la masificación de las aulas y el diseño de las actividades formativas. Resultado de este estudio, se propone un modelo docente basado en los principios de la geometría fractal, en el sentido de que se plantean diferentes niveles de abstracción para las diversas actividades formativas y éstas son auto similares, es decir, se descomponen una y otra vez. En cada nivel una actividad se descompone en tareas de un nivel inferior junto con su evaluación correspondiente. Con este modelo se fomenta la retroalimentación y la motivación del estudiante. El modelo presentado se contextualiza en una asignatura de introducción a la programación pero es totalmente generalizable a otra materia.

Estrategia MOOC en la Universidad de Alicante para la Educación Digital del Futuro. UA|edf

La Universidad de Alicante es una de las instituciones de educación superior que ha querido recoger el guante lanzado por la reciente aparición de los cursos en abierto, en línea y masivos (MOOC — Massive Open Online Course) para emprender una iniciativa propia que hemos denominado Educación Digital para el Futuro (UA|edf). Pero antes de tomar decisiones, había que analizar el estado de la situación y, sobre todo, su posible evolución. En este trabajo se expone de forma sintetizada el estudio realizado, se describe la estrategia de implementación adoptada en nuestra institución junto con las decisiones funcionales, técnicas y tecnológicas empleadas para su rápida puesta en marcha y, para finalizar, se discute una política de federación con otras instituciones cuya finalidad es alcanzar una propuesta realista y sostenible.

3D reconstruction of medical images from slices automatically landmarked with growing neural models

In this study, we utilise a novel approach to segment out the ventricular system in a series of high resolution T1-weighted MR images. We present a brain ventricles fast reconstruction method. The method is based on the processing of brain sections and establishing a fixed number of landmarks onto those sections to reconstruct the ventricles 3D surface. Automated landmark extraction is accomplished through the use of the self-organising network, the growing neural gas (GNG), which is able to topographically map the low dimensionality of the network to the high dimensionality of the contour manifold without requiring a priori knowledge of the input space structure. Moreover, our GNG landmark method is tolerant to noise and eliminates outliers. Our method accelerates the classical surface reconstruction and filtering processes. The proposed method offers higher accuracy compared to methods with similar efficiency as Voxel Grid.

Seguimiento del Máster en Ingeniería de Telecomunicación: medidas para conseguir la calidad y la excelencia

El Máster Universitario en Ingeniería de Telecomunicación en la Universidad de Alicante es el título que se imparte desde la Escuela Politécnica Superior y que habilita para el ejercicio de la profesión regulada de Ingeniero de Telecomunicación. Consta de 90 ECTS y se imparte a lo largo de 2 cursos académicos. El máster está implantado desde el curso 2011-2012 por lo que durante el actual curso 2012-2013 tendremos egresados de la primera promoción. Una vez implantado en su totalidad, es posible realizar un seguimiento del máster con la intención de obtener la excelencia académica mediante todas aquellas medidas y procesos de evaluación internos que sean necesarios. Además también es conveniente evaluar el impacto social, universitario y empresarial del máster evaluando las carencias, lagunas y oportunidades de formación que se detecten y tomando las oportunas medidas correctoras. Será necesario tener en cuenta la relación del título con el mundo empresarial y con la sociedad en general que tiene el sector de las telecomunicaciones en la evaluación de la calidad docente en el aula.

Learning Probabilistic Features for Robotic Navigation Using Laser Sensors

SLAM is a popular task used by robots and autonomous vehicles to build a map of an unknown environment and, at the same time, to determine their location within the map. This paper describes a SLAM-based, probabilistic robotic system able to learn the essential features of different parts of its environment. Some previous SLAM implementations had computational complexities ranging from O(Nlog(N)) to O(N2), where N is the number of map features. Unlike these methods, our approach reduces the computational complexity to O(N) by using a model to fuse the information from the sensors after applying the Bayesian paradigm. Once the training process is completed, the robot identifies and locates those areas that potentially match the sections that have been previously learned. After the training, the robot navigates and extracts a three-dimensional map of the environment using a single laser sensor. Thus, it perceives different sections of its world. In addition, in order to make our system able to be used in a low-cost robot, low-complexity algorithms that can be easily implemented on embedded processors or microcontrollers are used.

Adjustable compression method for still JPEG images

There are a large number of image processing applications that work with different performance requirements and available resources. Recent advances in image compression focus on reducing image size and processing time, but offer no real-time solutions for providing time/quality flexibility of the resulting image, such as using them to transmit the image contents of web pages. In this paper we propose a method for encoding still images based on the JPEG standard that allows the compression/decompression time cost and image quality to be adjusted to the needs of each application and to the bandwidth conditions of the network. The real-time control is based on a collection of adjustable parameters relating both to aspects of implementation and to the hardware with which the algorithm is processed. The proposed encoding system is evaluated in terms of compression ratio, processing delay and quality of the compressed image when compared with the standard method.

Time-Precision Flexible Arithmetic Unit

Paper submitted to the XVIII Conference on Design of Circuits and Integrated Systems (DCIS), Ciudad Real, España, 2003.