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USB EMERGENCY Capacitación para Situaciones de Emergencia con Realidad Aumentada
José David Cortés Nuñez, [email protected]
Fabian Felipe Varon Barraza, [email protected]
Trabajo de Grado presentado para optar al título de Ingeniero Multimedia.
Asesor: Andrés Felipe Barco, Doctor en Informática y Sistemas.
Facultad de Ingeniería
Programa de Ingeniería Multimedia
Santiago de Cali
Colombia
2018
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Citar/How to cite [1] J.D. Cortés Nuñez F.F. Varón Barraza
Referencia/Reference
Estilo/Style: IEEE (2014)
[1] J. D. Cortés Nuñez y F. F. Varón Barraza.
“USB EMERGENCY Capacitación para Situaciones de Emergencia con Realidad Aumentada”, Trabajo de grado de Ingeniería Multimedia, Universidad San Buenaventura Cali, Facultad de Ingeniería, 2018.
Bibliotecas Universidad de San Buenaventura
● Biblioteca Fray Alberto Montealegre OFM - Bogotá.
● Biblioteca Fray Arturo Calle Restrepo OFM - Medellín, Bello, Armenia, Ibagué.
● Departamento de Biblioteca - Cali.
● Biblioteca Central Fray Antonio de Marchena – Cartagena.
Universidad de San Buenaventura Colombia
Universidad de San Buenaventura Colombia - http://www.usb.edu.co/
Bogotá - http://www.usbbog.edu.co
Medellín - http://www.usbmed.edu.co
Cali - http://www.usbcali.edu.co
Cartagena - http://www.usbctg.edu.co
Editorial Bonaventuriana - http://www.editorialbonaventuriana.usb.edu.co/
Revistas - http://revistas.usb.edu.co/
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Agradecimientos
En el diseño y desarrollo del proyecto queremos agradecer a todas las personas que participaron
y/o aportaron a la realización del mismo, a nuestros padres por acompañarnos en nuestro ciclo de
vida universitario y brindarnos todo su apoyo, a nuestro profesores por inculcar un pensamiento
crítico en nosotros y aportarnos toda su sabiduría, a la Universidad San Buenaventura por
acogernos como estudiantes y guiarnos como seres humanos, a la vida y al universo por
permitirnos estar presentes en este instante del tiempo.
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TABLA DE CONTENIDO
RESUMEN 8
I. INTRODUCCIÓN 11
II. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 13 A. Desk Research 13 B. Identificación del Problema 18
III. JUSTIFICACIÓN 19
IV. PROPUESTA DE SOLUCIÓN 21
V. OBJETIVOS 22 A. Objetivo general 22 B. Objetivos específicos 22
VI. DEFINICIÓN DE ACTIVIDADES 23 A. Estructura de Descomposición de Trabajo (EDT) 23 B. Diccionario de Actividades 24 C. Diagrama de Precedencia 25
VII. DEFINICIÓN DE EQUIPO DE TRABAJO 27
VIII. CRONOGRAMA CON TIEMPOS, HOLGURAS Y RUTA CRÍTICA 29 A. Cronograma 29 B. Diagrama de Red 31
IX. DESARROLLO E IMPLEMENTACIÓN 32 A. Análisis 32 B. Diseño 38 C. Desarrollo e Implementación 54
X. VALIDACIÓN DE PROTOTIPO 60
XI. CONCLUSIONES 67
XII. TRABAJOS FUTUROS 68
XIII. BIBLIOGRAFÍA 69
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LISTA DE TABLAS
Tabla I. Cuadro Comparativo Antecedentes Bibliográficos………..………………………….…13
Tabla II. Tabla de precedencia de actividades….………….………….……………………….…25
Tabla III. Cronograma………..……………….….……..…………….……………………….…29
Tabla IV. Cuadros de Casos de Pruebas de Usuarios…….….……..……....………………….…60
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LISTA DE FIGURAS
Fig. 1. Árbol Problema……………………………………………………………...……………18
Fig. 2. Sketch de la propuesta de la solución...……………………………………...……………21
Fig. 3. Estructura de Descomposición de trabajo...………….……………………...……………23
Fig. 4. Diagrama de precedencia de actividades...………….……………………...…………….26
Fig. 5. Diagrama de red……………………….....………….……………………...…………….31
Fig. 6. Proceso de Design Thinking…………......………….……………………...…………….33
Fig. 7. Tarjetas Insight…………….…………......………….……………………...…………….35
Fig. 8. Mapa Conceptual………….…………......………….……………………....…………….36
Fig. 9. Mapa de Empatía………….…………......………….……………….……...…………….37
Fig. 10. Prototipos de Papel……….…………......………….……………………...…………….38
Fig. 11. Diagrama de Casos de Usos...………......………….……………………...…………….46
Fig. 12. Diagrama de Clases………....………......………….……………………...…………….47
Fig. 13. Interfaces de la aplicación móvil…..........………….……………………...…………….48
Fig. 14. Logo USB EMERGENCY…….…..........………….……………………...…………….49
Fig. 15. Diagrama de Flujo de Juego….…............………….……………………...…………….50
Fig. 16. Diagrama de Arquitectura...….…............………….……………………...…………….51
Fig. 17. Storyboard 1……………....….…............………….……………………...…………….52
Fig. 18. Storyboard 2……………....….…............………….……………………...…………….53
Fig. 19. Entorno de desarrollo Unity….…............………….……………………...…………….54
Fig. 20. Usuarios en Firebase……...….…............………….……………………...…………….56
Fig. 21. Implementación del Mapa………............………….……………………...…………….57
Fig. 22. Implementación de SDK Vuforia……………….….……………………...…………….58
Fig. 23. Montaje de videos en After Effects...………..….….……………………...…………….59
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RESUMEN
En la cotidianidad, el ser humano está acompañado de vulnerabilidades que pueden
desencadenar una situación de emergencia en la cual su vida puede estar en peligro. Sin
embargo, a lo largo de la historia, se ha implementado diversas acciones para minimizar estas
vulnerabilidades, reduciendo así las pérdidas humanas y materiales que pueda ocasionar una
situación de emergencia. A pesar de sus esfuerzos, el ser humano todavía está expuesto a estas
vulnerabilidades y muchas veces no se cuenta con el adecuado conocimiento de Cómo actuar
frente a una situación emergencia; aumentando así sus probabilidades de riesgo. Esto sucede
debido al poco grado de interés que tienen las personas, el cual es causado por cierto
conformismo y confianza, donde se cree que no le va a pasar nada. Además que muchas veces
el conocimiento es transmitido por personas no profesionales en el tema. Es por esto que se
debe elevar el interés de la sociedad en educarse y/o capacitarse con el conocimiento real sobre
cómo actuar frente a una situación de emergencia.
En la Universidad San Buenaventura Cali, se han venido implementando un Plan de
Emergencia con el fin de reducir las vulnerabilidades principales a la que se encuentra
expuesta la comunidad en general. Sin embargo, se presenta la problemática del poco grado de
interés por parte de la comunidad a la hora de adquirir estos conocimientos. En coherencia con
lo anterior, nosotros como estudiantes del programa de Ingeniería Multimedia, queremos dejar
una herramienta interactiva basada en la tecnología de la Realidad Aumentada, con la cual la
comunidad pueda capacitarse y educarse en este tipo de temas, de una manera motivadora e
innovadora.
Palabras clave: Situaciones de Emergencia, Realidad Aumentada, Geolocalización, Aplicación
Móvil, Universidad San Buenaventura Cali.
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ABSTRACT
In daily life, the human being is accompanied by vulnerabilities that can trigger an emergency
situation in which his life may be in danger. However, throughout history, various actions have
been implemented to minimize these vulnerabilities, thus reducing the human and material losses
that an emergency situation may cause. Despite their efforts, the human being is still exposed to
these vulnerabilities and many times do not have adequate knowledge of how to act in the face of
an emergency situation; thus increasing your chances of risk. This happens due to the low degree
of interest that people have, which is caused by certain conformism and trust, where it is believed
that nothing will happen to them. In addition, knowledge is often transmitted by
non-professionals in the field. That is why society's interest in educating and / or training with
real knowledge about how to act in the face of an emergency situation must be raised.
At the Universidad San Buenaventura Cali, an Emergency Plan has been implemented in order to
reduce the main vulnerabilities to which the community in general is exposed. However, the
problem of the low degree of interest on the part of the community at the time of acquiring this
knowledge is presented. In coherence with the above, we as students of the Multimedia
Engineering program, want to leave an interactive tool based on Augmented Reality technology,
with which the community can be trained and educated in this type of topics, in a motivating and
innovative way .
Keywords: Emergency Situations, Augmented Reality, Geolocation, Mobile Application, San
Buenaventura University Cali.
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I. INTRODUCCIÓN
Los desastres son intensas perturbaciones del entorno que producen efectos adversos sobre la
vida y los bienes, sobrepasando la capacidad de respuesta comunitaria y requiriendo del apoyo
externo; los eventos adversos que logran ser atendidos por la comunidad se les reconoce como
situaciones de emergencia. La vulnerabilidad extendida permite que determinados eventos
alcancen proporciones desastrosas.[1] A lo largo de la historia, estos sucesos han ocurrido
numerosas veces, lo cual ha causado grandes catástrofes que han marcado a la sociedad, por ello
en toda la región existe la preocupación por prevenir o minimizar sus efectos. Para muchas
personas un desastre implica una situación personal trágica en donde se pierden vidas de seres
queridos, el hogar, los bienes, la salud, o el empleo. En ese momento resulta necesario el
despliegue de una serie de estrategias y de acciones concretas que refuercen los sistemas de
soporte individual, familiar y comunitario para incrementar la capacidad de afrontar la situación
de crisis por la que puede atravesar la [2] sociedad.
De igual manera, en las actividades que se realizan en los edificios de la Universidad San
Buenaventura Cali se pueden generar situaciones de emergencia de tipo antrópicas, provocados
por el hombre como incendios, atentado terrorista, explosiones, fallas estructurales, se suman
también fenómenos naturales como movimientos sísmicos, inundaciones, huracanes que en algún
momento, además de causar en la mayoría casos traumáticos de orden económico, pueden afectar
en una forma súbita y significativa el estado y condiciones de salud de las personas expuestas,
empleados y visitantes. [3] Por consiguiente, se ha implementado un Plan de Emergencia el cual
se fundamenta en la estructuración de acciones preventivas y de preparación administrativas,
funcionales y operativas, antes, durante y después de una emergencias, que permita al personal de
la Universidad San Buenaventura Cali adaptarse a las condiciones reales de sus amenazas,
creando condiciones que permitan a las personas adquirir los conocimientos y actitudes
organizativas necesarias para actuar correctamente en la prevención y el control de emergencias.
[3]
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Sin embargo, a pesar del esfuerzo por parte de la Universidad San Buenaventura Cali
implementando el Plan de Emergencia, su comunidad sigue expuesta a vulnerabilidades que
pueden desencadenar situaciones de emergencia donde pueden ocurrir catástrofes de pequeñas o
grandes proporciones. Puesto que, esto continúa siendo un riesgo para la sociedad san
bonaventuriana, es importante capacitar y educar a su comunidad de manera que comprendan
¿Cómo actuar frente a una situación emergencia?. Teniendo en cuenta que estamos pasando por
la llamada “Era de la información”, es posible transmitir el conocimiento a las personas y las
pautas necesarias para saber qué hacer frente a una de estas situaciones.
Ahora bien, dando aprovechamiento al uso de la Realidad Aumentada como factor de innovación
docente lo encontramos en lo que sería la construcción emergente de una Educación
Personalizada, esto es, una educación que pretende dar respuesta a las necesidades personales de
aprendizaje del alumnado con calidad educativa, y, a la vez, fomentar un estilo híbrido de
aprendizaje que podemos considerar como más avanzado y creativo. Y esto ocurre como
consecuencia de una socialización digital que está cambiando la forma en que los jóvenes
aprenden. Por ejemplo, durante mucho tiempo la pedagogía no ha considerado los videojuegos
como una herramienta de interés científico, únicamente se le atribuía un carácter meramente
lúdico y motivador para un aprendizaje teóricamente más laxo, e incluso se le concebía como un
elemento distractor de un aprendizaje relevante. Hoy en día, los estudios más recientes
transforman la pedagogía en una disciplina más dinámica, preocupada por cómo los nuevos
cambios tecnológicos están generando nuevas y diversas formas de enseñar y aprender. [4]
Dado que, nosotros como calidad de estudiantes del programa de Ingeniería Multimedia de la
Universidad San Buenaventura Cali contamos con el conocimiento y las bases sobre la tecnología
de Realidad Aumentada se diseñó e implementó una herramienta que permite a la comunidad san
bonaventuriana capacitarse y educarse en ¿Cómo actuar frente a una situación emergencia? a
través del uso de esta tecnología que aporta inmediatez e interactividad intuitiva en el aprendizaje
del alumnado. [4]
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II. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
En la cotidianidad de la Universidad San Buenaventura - Cali, la comunidad se ve acompañada
de vulnerabilidades, la cuales pueden causar un gran número de heridos, pérdidas materiales e
incluso llegan a cobrar la vida de muchas personas. No obstante, ciertas situaciones pueden ser
manejadas de tal forma que se vea reducido el grupo de afectados, mientras se generan estrategias
para el conocimiento de ¿Cómo actuar frente a una situación de emergencia? Según las
vulnerabilidades principales detectadas en la Universidad San Buenaventura Cali. Actualmente,
estamos afrontando la llamada “Era de la información”, de lo cuál podríamos decir que es fácil
comunicar las pautas a tener en cuenta, pero éstas muchas veces vienen dadas por personas que
no son profesionales en el tema, generando confusión a la hora de actuar. A su vez, en algunos
casos son insuficientes los medios, debido al costo que representa el acceder a plataformas, guías,
aplicaciones, etc, que ayuden a entender más fácil las situaciones de emergencia. El inadecuado
manejo de estas situaciones de emergencia, no solo consiste en la falta de información que se
brinda, sino, que existe poco grado de interés en la comunidad, causado por cierto conformismo y
confianza, donde se donde se cree que nunca le va a suceder nada, corriendo con mayor
probabilidad de no superarla.
A. Desk Research
Para demostrar la validez del proyecto, se realizó una búsqueda de antecedentes bibliográficos en
la cual estuvieran involucrados la Realidad Aumentada como herramienta para la educación y/o
capacitación en situaciones de emergencia y se hizo un cuadro comparativo entre estos con el fin
de identificar las ideas principales de cada referencia.
Tabla I - Cuadro Comparativo Antecedentes Bibliográficos.
Cuadro comparativo de Antecedentes Bibliográficos
Tecnologías de Geolocalización
Resumen
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y Realidad Aumentada en Contextos Educativos: Experiencias y Herramientas.
“El presente artículo parte de una filosofía pedagógica de software libre, donde consideramos que es necesario que, en el ámbito educativo, podamos avanzar hacia metodologías didácticas más innovadoras para dar respuesta a las actuales demandas en la sociedad del conocimiento. Así, las tecnologías basadas en sistemas de geolocalización y realidad aumentada son herramientas didácticas útiles para atender a los nuevos modelos de aprendizaje del alumnado de la era digital, favoreciendo modelos inclusivos e interculturales en los centros escolares mediante el acercamiento, la comunicación, el intercambio de información y experiencias entre países en entornos virtuales basados en mapas interactivos. También, vamos a exponer algunas experiencias que se vienen desarrollando en distintas etapas educativas, reflexionado sobre el potencial pedagógico de herramientas de cartografía digital desde una mirada educativa de carácter colaborativo e inclusivo.”
Introducción
“Como exponen Reig (2012 y 2013), así como Reig y Vílchez (2013), son muchas las instancias que prevén el aumento del uso y la incorporación de dispositivos y aplicaciones en el ámbito educativo. Entre ellos cabe destacar Horizon Report liderado por el New Media Consortium y Educause con la colaboración de especialistas a nivel mundial y que constituye un proyecto de investigación de una década de duración diseñado para identificar y describir las tecnologías emergentes que puedan tener un impacto en el aprendizaje, la enseñanza y la investigación en el presente, futuro inmediato y futuro lejano de distintos países. En su novena edición de la versión Internacional de la que la autora Dolors Reig forma parte, destaca especialmente el Mobile Learning, surgiendo a la vez temas asociados a éste, como son los libros electrónicos, el aprendizaje basado en juegos (Serious Game y Gamificación) o la realidad aumentada.”
Conclusiones
“Finalmente, todo estos cambios suponen una reorientación del papel de los docentes que no son ya transmisores de información, sino al contrario, agentes de facilitación y promoción de aprendizajes relevantes para estudiantes que deben aprender en la era digital (Pérez, 2012). Ese es el reto, y nosotros apostamos decididamente por el aprendizaje híbrido en la
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utilización de las Tecnologías de geolocalización y la RA.”
Augmented Reality for Fire & Emergency Services
Resumen
“This paper presents a proposed system for improving collaboration between different agencies and decision makers involved in a fire emergency situation with the help of wearable augmented reality (AR). This field considers the possibility of transcending the physical and territorial boundaries of a real space; it is applicable to all time space configurations of hybrid (Real + Virtual) world. User interaction is through the use of hands and/or gestures. Rapid flow of information across different devices involved in the process such as head mounted display, PDA, laptop, data walls, and desktop is critical to allow this form of collaboration to be integrated with adaptive context aware work environments based on workflow management systems. Functionality of such form of collaboration system is illustrated in the scenario of a fire emergency situation.”
Introducción
“Augmented Reality (AR) is a variation of Virtual Environments (VE), or Virtual Reality as it is more commonly called. VE technologies completely immerse a user inside a synthetic environment. While immersed, the user cannot see the real world around him. In contrast, AR allows the user to see the real world, with virtual objects superimposed upon or composited with the real world. Therefore, AR supplements reality, rather than completely replacing it. Ideally, it would appear to the user that the virtual and real objects coexisted in the same space, Figure 1 shows an example of what this might look like. It shows a real desk with a real phone. Inside this room are also a virtual lamp and two virtual chairs. Note that the objects are combined in 3-D, so that the virtual lamp covers the real table, and the real table covers parts of the two virtual chairs. AR can be thought of as the "middle ground" between VE (completely synthetic) and telepresence (completely real).”
Conclusiones
“The aim of our paper was to use the power of workflow management, augmented reality and co-ordination to improve the emergency service
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provided in-case of a fire emergency. We have shown that mobile equipment integrated with adaptive context aware work environments can prove beneficial for emergency situation like that of fire. We by the help of emergency AR-markers, X-ray vision, hand of God and other advanced technologies transfer information in the system effectively. Multimedia may also be used for the same purpose. The access to the information both for the mobile user and those in control room have been demonstrated. An important advantage of such system is the automatic recording of the onsite data which helps to build the records of these incidents without interfering with the work of emergency team. Records can later be used for training purposes.”
RescueMe: An Indoor Mobile Augmented-Reality Evacuation System by Personalized Pedometry
Resumen
“Emergency applications have recently become widely available on modern smartphones. Nearly all of these commercial applications have focused on providing simple acci- dent information in outdoor settings. AR in indoor environments poses unique challenges, due to the unavailability of GPS indoors and WiFi-based positioning limitations. In this paper, we propose the use of RescueMe, a novel system based on indoor mobile AR applications using personalized pedometry and one that recommends the most optimal, uncrowded exit path to users. We have developed the RescueMe application for use within large- scale buildings, with complex paths. We show how RescueMe leverages the sensors on a smartphone, in conjunction with emergency information and daily-based user behavior, to deliver evacuation information in emergency situations.”
Introducción
“In 2009, the annual losses attributable to re in non- residential buildings included 90 civilian lives and 1,500 seri- ous injuries that occurred in 89,200 buildings, according to the U.S.FEMA (Federal Emergency Management Agency). Injury or death from re within a building can be the result of asphyxiation caused by the inhalation of smoke, people being crushed by the walls collapsing, the spread of the re that burns them before they can escape, or by crowds of people trampling each other in an effort to escape. The common factor is the time it takes for people to
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evacuate. If they can escape from the re within the building in a sufcient amount of time, they can survive.”
Conclusiones
“This paper has presented RescueMe, a novel system that uses pedometry and indoor mobile augmented reality, to recommend the best exit path with the shortest time to users needing to evacuate a building in emergency situations. Through an evaluation of this application, we have shown how our system leverages the sensors on a smartphone, in conjunc- tion with personalized daily walking stride length estimation and emergency information, to support a timely evacuation. Our practical pedometry algorithm with personalized stride estimation provides high positioning accuracy.”
Emergency services with Augmented Reality (AR)
Resumen
“I wanted to explore how augmented reality technologies can be used to improve efficiency of rescue services in city. Particularly how you can use location data of power lines, water and gas pipes in order to help rescue services in the city in a case of emergency.”
Introducción
“I found out innovative ways to use AR (Augmented Reality) in combination with smartphones to enhance operations of emergency services. Augmented reality (AR) is a new concept of seeing casual world, usually it duplicates a scene with additional features using computer generated applications. Now AR browsers and applications are wide-spread and commonly used in advertising, gaming and in other projects. The most useful are those mobile browsers that could locate your position with GPS, scan relevant pictures and then overlay reality with new objects. On the one hand there are multifunctional AR browsers with free, sometimes limited feature publishing like Layar and Wikitude. On the other hand we can find open sources that allows implement your own application, for example Mixare.”
Conclusiones
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“Based on feedbacks and data/information analyses, I will then provide a written description, along with some drawings of what the app would look like. The final product is expected to be a poster that includes general preview of the apps layers and its usage of data. Currently, two posters are made and they preview AR system with water pipes and power lines. We could also understand that those two cases can be two layers on the AR map.”
B. Identificación del Problema
Con base al problema planteado previamente, se realizó un Árbol del Problema en el cual se
identifican las causas y consecuencias de la problemática.
Fig. 1. Árbol Problema
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III. JUSTIFICACIÓN
Desde 1970, la Universidad San Buenaventura Cali se constituyó como una institución destinada
a la enseñanza superior, regentada por los padres Franciscanos, donde es reconocida como una
comunidad católica, de vocación humanística, evangelizadora, social y educativa, en la que ha
sido marco de referencia en la comunidad caleña por su destacado trabajo en los campos de la
investigación y el conocimiento de las ciencias naturales de la vida.[5]
A pesar de que la Universidad San Buenaventura Cali es referente en las universidades caleñas,
no está exenta de vulnerabilidades en su campus las cuales pueden desencadenar situaciones de
emergencia que posiblemente terminen en lesiones, muertes y daños a la propiedad. Con el fin de
minimizar estas vulnerabilidades, la universidad ha implementado planes de emergencia, los
cuales han dado como resultado la reducción de riesgos en el campus universitario. Sin embargo,
se presenta desconocimiento por parte de la comunidad universitaria sobre cómo actuar frente a
una situación de emergencia, esto viene acompañado del poco grado de interés por esta.
Es por esto que como estudiantes de la Universidad San Buenaventura - Cali, del programa
Ingeniería Multimedia se desarrolla e implementa una aplicación móvil con el fin de reducir las
lesiones, muertes y daños a la propiedad en el momento en que ocurre una situación de
emergencia o un riesgo inminente cerca o dentro de las instalaciones de la Universidad San
Buenaventura - Cali, que interfieren con el normal desarrollo de las actividades estudiantiles y
laborales de la misma, a través del uso de la Realidad Aumentada en la cual las personas
interactúan por medio de ella y la usan como una herramienta para educarse y capacitarse y que
así sean capaces de actuar de una manera correcta en caso de una situación de emergencia.
Según el departamento de Seguridad y Salud de la Universidad San Buenaventura Cali, los
riesgos más vulnerables que presenta son:
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● Sismo: la ciudad de Santiago de Cali está localizada en un ambiente sísmico tectónico
que demuestra que presenta actividad sísmica.
● Incendio: en la Universidad San Buenaventura - Cali, una de las amenazas latente más
vulnerables identificada son los incendios estructurales ocasionados por factores internos
y externos como:
○ Diferentes complejos estructurales dentro de la universidad.
○ Cambio de estado climatológico repentino.
○ Actos delictivos en contra de la universidad.
○ Almacenamiento inadecuado de sustancias químicas.
○ Almacenamiento inadecuado de combustibles.
○ Corto circuito de elementos eléctricos.
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IV. PROPUESTA DE SOLUCIÓN
Teniendo en cuenta la descripción del problema, se planteó como propuesta de solución diseñar e
implementar una aplicación móvil que permita a la comunidad de la Universidad San
Buenaventura Cali, capacitarse y educarse sobre ¿Cómo actuar frente a una situación de
emergencia?, la cual cuenta con vídeos que contienen las pautas necesarias para afrontar las
situaciones de emergencia más vulnerables identificadas a las que está expuestas la sociedad san
bonaventuriana. Además cuenta con una simulación con Realidad Aumentada por cada situación
de emergencia identificada como principal, la cual permite a la persona que la use, experimentar
un simulacro animado enfocado a un juego, donde el objetivo será cumplir con las pautas dadas
previamente. De esta manera, se logra atraer al público general de una forma llamativa e
innovadora lo cual despierta interés en la comunidad y permite hacer una mayor difusión sobre la
información.
Fig. 2. Sketch de la propuesta de la solución
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V. OBJETIVOS
A. Objetivo general
Desarrollar una aplicación móvil que permita a la comunidad de la Universidad San
Buenaventura - Cali educarse y capacitarse frente a las situaciones de riesgo más vulnerables
identificadas (incendios y sismos) que se puede presentar en las instalaciones, por medio del uso
de la Realidad Aumentada donde las personas podrán interactuar con el entorno real, donde se
guiará a las personas en caso de una situación de emergencia.
B. Objetivos específicos
● Estudiar las medidas preventivas en caso de incendio y sismo por parte del departamento
especializado en estas situaciones.
● Seleccionar los insumos y las tecnologías necesarias que permitan ofrecer un desarrollo
apto al proyecto.
● Realizar el diseño de una aplicación móvil en prevención de emergencias de sismos e
incendios con realidad aumentada.
● Desarrollar aplicación móvil en prevención de emergencias de sismos e incendios con
realidad aumentada.
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VI. DEFINICIÓN DE ACTIVIDADES
A. Estructura de Descomposición de Trabajo (EDT)
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B. Diccionario de Actividades
● A: Dirigirse a la USB Cali para hablar con el departamento especializado en situaciones
de incendio y sismo.
● B: Investigar sobre las posibles tecnologías a usar.
● C: Asesorarse sobre las posibles tecnologías a usar con docentes.
● D: Hacer Storyboards de los videos.
● E: Diseñar diagrama de flujo de juego.
● F: Hacer el Abstract Project.
● G: Preparar entorno de desarrollo.
● H: Crear diseños.
● I: Conseguir insumos para los diseños.
● J: Crear/Grabar videos.
● K: Adquirir audios.
● L: Realizar script de la base de datos.
● M: Realizar validación de prototipo.
● N: Seleccionar y agrupar información importante sobre las medidas preventivas.
● Ñ: Hacer Game Design de la aplicación móvil.
● O: Hacer la especificación de requisitos de software.
● P: Programar componentes.
● Q: Editar diseños.
● R: Editar videos.
● S: Editar audios.
● T: Implementar base de datos.
● U: Diseñar diagrama de bases de datos.
● V: Preparar diseños.
● W: Preparar videos.
● X: Preparar audios.
● Y: Diseñar diagrama de casos de uso.
● Z: Preparar composición audiovisual.
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25
● AA: Diseñar diagrama de arquitectura.
● AB: Componer escenarios de Realidad Aumentada.
C. Diagrama de Precedencia
Tabla II. Tabla de precedencia de actividades.
Actividades Actividades Precedentes
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N A
Ñ E
O F
P G
Q H, I
R J
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26
S K
T L
U O
V Q
W R
X S
Y U
Z W, X
AA Y
AB P, V, Z
Fig.4 Diagrama de precedencia de actividades.
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VII. DEFINICIÓN DE EQUIPO DE TRABAJO
En esta sección del documento se especificaron los roles y funciones de todas las personas que
participaron en la ejecución del proyecto.
● Nesly Gutierrez:
○ Roll: Experta en el tema de Seguridad y Salud.
○ Funciones:
■ Asesorar sobre las vulnerabilidades principales que presenta la
Universidad San Buenaventura Cali.
■ Asesorar sobre las medidas preventivas tomadas por la Universidad San
Buenaventura Cali para manejar situaciones de emergencia.
■ Suministrar información necesaria sobre el Plan de Emergencia de la
Universidad San Buenaventura Cali.
● Andrés Felipe Barco:
○ Roll: Asesor del proyecto.
○ Funciones:
■ Asesorar sobre las metodologías eficientes para realizar la ejecución del
proyecto.
■ Asesorar sobre las tecnologías aptas para el desarrollo del proyecto.
■ Observar y corregir el diseño, desarrollo e implementación del proyecto.
■ Suministrar información necesaria para realizar la ejecución del proyecto.
● Fabian Felipe Varon:
○ Roll: Desarrollador del proyecto.
○ Funciones:
■ Documentar todo lo relacionado acerca del proyecto.
■ Realizar análisis de la solución móvil.
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■ Realizar diseño de la solución móvil.
■ Realizar estimaciones acerca de la ejecución del proyecto.
■ Aplicar información suministrada para realizar la ejecución del proyecto.
● José David Cortez:
○ Roll: Desarrollador del proyecto.
○ Funciones:
■ Realizar implementación del proyecto.
■ Realizar análisis de la solución móvil.
■ Realizar diseño de la solución móvil.
■ Realizar estimaciones acerca de la ejecución del proyecto.
■ Aplicar información suministrada para realizar la ejecución del proyecto.
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VIII. CRONOGRAMA CON TIEMPOS, HOLGURAS Y RUTA CRÍTICA A. Cronograma
Tabla III. Cronograma
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B. Diagrama de Red
Fig. 5. Diagrama de red
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IX. DESARROLLO E IMPLEMENTACIÓN
A. Análisis
Antecedentes Teóricos
Como parte de la demostración de la viabilidad de nuestro proyecto vamos a argumentar por
medio explicaciones científicas las posibilidades que tiene la Realidad Aumentada en el campo
de la prevención de situaciones de emergencia aprovechando esta tecnología innovadora que
actualmente podría beneficiar al plan de emergencias de la Universidad San Buenaventura Cali.
Por una parte, podemos ver la labor de la Universidad San Buenaventura Cali, donde con el Plan
de Emergencias se pretende minimizar las consecuencias y severidad de los posibles eventos
catastróficos que puedan presentarse en un área o sector determinado, disminuyendo las lesiones
que se puedan presentar tanto humanas como económicas y la imagen corporativa de la
universidad. [3]
Por otro lado, previamente ya se consideró la Realidad Aumentada como herramienta para la
prevención de situaciones de emergencia donde un sistema compuesto por ella, a fin de satisfacer
las crecientes expectativas, deberán integrarse con sistemas troncales que puedan ofrecer la
potencia computacional y la capacidad de almacenamiento necesarias para proporcionar entornos
elaborados con conciencia de contexto y un mejor acceso a la información. En el mundo de los
sistemas de información, la ingeniería de procesos de negocios y los sistemas de gestión del flujo
de trabajo se han integrado y están debidamente vinculados a las bases de datos. Una
computadora usable con una interfaz de usuario de realidad aumentada (AR) permite desplegar
nuevas y emocionantes aplicaciones colaborativas en un entorno al aire libre.[6]
Población
La población está compuesta por estudiantes, profesores, personal, contratistas y visitantes de la
Universidad San Buenaventura Cali, aproximadamente una media de 2.500 a 3.500 personas.
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Metodología
Para hacer la abstracción y el análisis de la información necesaria para realizar el proyecto se
utilizó la metodología de Design Thinking que permite enlazar la creatividad y la innovación para
transformar las ideas en propuestas prácticas y atractivas para los clientes o usuarios. [7]
El Design Thinking es una manera de resolver problemas reduciendo riesgos y aumentando las
posibilidades de éxito. Empieza centrándose en las necesidades humanas y a partir de ahí,
observa, crea prototipos y los prueba, consigue conectar conocimientos de diversas disciplinas
(psicología, sociología, marketing, ingeniería...) para llegar a una solución humanamente
deseable, técnicamente viable y económicamente rentable. [8]
La metodología que se ha identificado puede resumirse en una serie de etapas que cada diseñador
ha agrupado de forma diferente pero que en esencia son: comprender, observar, definir, idear,
prototipar, testear, implementar y aprender. En el marco de estas fases, se pueden definir
problemas, realizar las preguntas más adecuadas, crear más ideas y seleccionar las mejores
respuestas. Estos pasos no son lineales, pueden ocurrir simultáneamente y pueden ser repetitivos
en lo que los diseñadores llaman un “proceso iterativo”. Es decir, un proceso de repetición. En la
figura de más abajo las líneas grises indican las idas y venidas del proceso. En cualquier
momento podemos volver a la fase anterior para corregir y aplicar lo aprendido.[8]
Fig. 6 Proceso de Design Thinking
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En cada etapa del proceso de Design Thinking se utilizan herramientas que se ajusten a las
necesidades de la solución y permiten la abstracción y el análisis de la información. Las
herramientas utilizas para el proyectos fueron las siguientes:
Herramientas
● Tarjetas Insight: Son reflexiones basadas en datos reales de las Investigaciones
Exploratoria, Desk y en Profundidad, transformadas en Tarjetas que facilitan la consulta
rápida y su manipulación.[9]
● Mapa Conceptual: Es una visualización gráfica, construida para simplificar y organizar
visualmente datos complejos de campo, en diferentes niveles de profundidad y
abstracción. Su objetivo es ilustrar los lazos entre los datos y, así, permitir que nuevos
significados sean extraídos de las informaciones recolectadas en las etapas iniciales de la
fase de Inmersión, principalmente a partir de las asociaciones entre ellas.[9]
● Mapa de Empatía: Es una herramienta de síntesis de informaciones sobre el cliente en
una visualización de lo que él dice, hace, piensa y siente. Posibilita la organización de los
datos de la fase de Inmersión como una forma de proveer entendimiento de situaciones de
contexto, comportamientos, preocupaciones y hasta aspiraciones del usuario.[9]
● Prototipos: Es un proceso de mejora o sea en las fases iniciales de cada proyecto puede
ser un poco amplio y el prototipado debe ser de manera rápida y barata de hacer pero que
puedan entregar tema para debatir y recibir feedback de usuarios y colegas. Este proceso
se va refinando mientras el proyecto avanza y los prototipos van mostrando más
características como funcionales, formales y de uso.[9]
Considerando la metodología aplicada para la abstracción de la información, utilizamos
herramientas que nos permitieron identificar puntos claves en cada fase y así tener una
perspectiva más amplia de cómo realizar el proyecto.
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Experiencia de Usuario
Teniendo en cuenta que en esta fase se realizan las etapas de comprender, observar y definir, se
utilizó la herramienta de Tarjetas Insight, donde nos permitió recopilar información clave sobre
los factores de mayor peso en el proyecto. Los factores planteados fueron: Realidad Aumentada,
Situaciones de Emergencia y Universidad San Buenaventura Cali. Por cada factor se creó una
tarjeta insight donde se plantearon las preguntas más relevantes sobre la información del
proyecto.
Fig. 7. Tarjetas Insight
Creatividad
Para esta fase se usó la herramienta del mapa conceptual ya que se permitió organizar la
información previamente abstraída y encontrar una relación entre los datos, donde así se podría
idear una posible solución a la problemática planteada.
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Fig. 8. Mapa Conceptual
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Selección
En la fase de selección se hizo un reconocimiento de los usuarios potenciales que utilizarían la
aplicación móvil y sobre la percepción que tienen ellos sobre su entorno, para esto se utilizó el
mapa de empatía donde se pudo visualizar lo que ellos dicen, hacen, piensan y sienten.
Fig. 9. Mapa de Empatía
Diseño y Ejecución
Se crearon prototipos de papel donde se pudo ver una vista inicial de la aplicación móvil y de
cómo será su interacción con los usuarios, de esta manera se pudo implementar y iterar para
poder realizar los cambios necesarios sin gastar recursos y de esta manera se pudo dar con la
solución informática.
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Fig. 10. Prototipos de Papel
B. Diseño
Al recopilar la información necesaria durante el análisis se obtuvo todos los insumos para diseñar
una solución informática viable que satisfaga las necesidades de los usuarios.
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Abstract Project
En el abstract project se determina el alcance de la solución informática, en la cual se define lo
que se hace y no se hace en concreto en el sistema. Donde las preguntas de ¿quiénes?, ¿qué
hacen?, ¿dónde? y ¿cómo? concretan los factores que intervienen en el sistema; al responder las
preguntas obtenemos los factores: sujetos, usos, sistema y desarrollo. Estos factores están
compuestos de fuentes de requisitos, objetos de contexto y propiedades y relaciones.
● Fuentes de requisitos: son la procedencia de la información utilizada para el desarrollo
de la solución informática.
● Objetos de contexto: son los datos que intervienen en la solución informática.
● Propiedades y relaciones: son las propiedades y relaciones que tienen los objetos del
contexto en la solución informática.
Alcance
Esta aplicación móvil dará soporte a las siguientes funciones:
● Cargar y reproducir videos. ● Mostrar un mapa de las zonas principales de la universidad (cafetería central y auditorio
principal). ● Simular un entorno RA (Realidad Aumentada) de situaciones de emergencias limitado a
incendios y sismos en cada mapa. ● Ubicar las animaciones en el entorno RA (Realidad Aumentada). ● Interactuar por medio de las animaciones.
El desarrollo de la aplicación móvil híbrida será solo para cargar y reproducir videos donde muestren información relevante sobre cómo actuar en una situación de emergencia en las instalaciones de la Universidad San Buenaventura Cali y mostrar un mapa de las zonas principales de la universidad (cafetería central y auditorio principal) donde se va a simular un entorno RA (Realidad Aumentada) de situaciones de emergencias limitado a incendios y sismos
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en cada mapa, se deben ubicar las animaciones en el entorno RA (Realidad Aumentada) y debe permitir interactuar por medio de de las animaciones.
Contexto del sistema
USB EMERGENCY
Sujetos
● Personas: José David Cortés Nuñez, Fabian Felipe Varon, Andrés Felipe Barco, Nesly Gutierrez, Pamela Cartagena.
● Documentos: ● Plan de Emergencia USB
● Objetos del contexto: ■ Usuario. ■ Módulo riesgo. ■ Tipos riesgo. ■ Videos. ■ Mapa. ■ Simulación RA (Realidad Aumentada). ■ Misiones. ■ Coordenadas. ■ Animaciones 3D.
● Propiedades y relaciones:
■ Un usuario puede acceder a un módulo de riesgo. ■ Los módulos de riesgo están clasificados por tipos de riesgo. ■ Un módulo de riesgo contiene videos. ■ Un módulo de riesgo contiene una simulación RA. ■ Una simulación RA (Realidad Aumentada) contiene una misión. ■ Una misión contiene coordenadas. ■ Una animación 3D está ubicada en una coordenada.
Usos
● Personas: José David Cortés Nuñez, Fabian Felipe Varon, Andrés Felipe Barco, Nesly Gutierrez, Pamela Cartagena.
● Documentos: ● Tendencias de diseño 2018. ● Psicología del color.
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● Objetos del contexto: ■ Animaciones RA (Realidad Aumentada) de Pokemon GO. ■ Vistas de Youtube. ■ Tendencia Flat design. ■ Mapeo AR de Canarias 3D.
● Propiedades y relaciones: ■ El aplicativo móvil está disponible sólo en el idioma de español. ■ La animación dentro del aplicativo móvil es parecido a la realidad
aumentada de Pokemon Go. ■ Las vistas de la aplicación móvil es similar a la vistas de Youtube. ■ La aplicación sigue la tendencia de diseño web Flat design. ■ El mapeo AR es parecido al mapeo de la aplicación Canarias 3D.
Sistema
● Personas: José David Cortés Nuñez, Fabian Felipe Varon, Andrés Felipe Barco.
● Documentos. ■ Documentación de C#. ■ Documentación de Google Maps APis.
● Objetos del contexto: ■ C#. ■ Google Maps APis. ■ SDK Android. ■ Javascript/Json.
● Propiedades y relaciones:
■ El aplicativo móvil se codifica en C# y Javascript. ■ Se debe generar el SDK de Android. ■ El mapa se obtiene por medio de una APi de Google Maps. ■ La base de datos se codifica en Javascript/Json.
Desarrollo
● Personas: José David Cortés Nuñez, Fabian Felipe Varon, Andrés Felipe Barco.
● Documentos: ■ Documentación de Unity
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■ Documentación de Vuforia ■ Documentación Google Maps. ■ Documentación Firebase.
● Objetos del contexto: ■ Unity. ■ Vuforia. ■ Google Maps. ■ Firebase.
Requisitos Funcionales
Con base al alcance y el contexto del sistema establecidos, se definen los requisitos funcionales
con los que debe contar la aplicación móvil USB EMERGENCY. Para esto, se clasificaron de
manera que se establecen los requisitos esenciales, los cuales son indispensable para el
funcionamiento de la aplicación y los requisitos de alto valor, los cuales dan un valor agregado al
aplicativo móvil.
● Características esenciales
○ RAM1: El aplicativo móvil permite al usuario visualizar una vista de logueo en la
cual le permite iniciar sesión con un nickname y una contraseña registrada.
○ RAM2: En caso de que el usuario no tenga una cuenta registrada, la aplicación
móvil permite al usuario crear una cuenta nueva.
○ RAM3: Al presionar el botón ‘Registrate’, la aplicación móvil redirige al usuario
a la vista de registro, en la cual debe llenar un formulario con el nombre, el
nickname y la contraseña, al final debe presionar el botón ‘Iniciar’ para quedar
registrado.
○ RAM4: Una vez logueado, el aplicativo móvil permite visualizar una vista al
usuario donde le da opciones de ‘Empezar a Jugar’ y ‘Vídeos Instructivos’.
○ RAM5: En caso de seleccionar la opción de ‘Empezar a Jugar’, el aplicativo
móvil redirige al usuario a la vista de misiones.
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○ RAM6: Una vez en la vista de misiones, el aplicativo móvil muestra las misiones
disponibles al usuario la cuales son ‘Incendios’ y ‘Sismos’.
○ RAM7: Al seleccionar una misión, el aplicativo móvil permite al usuario
visualizar un mapa de la zona de juego de la Universidad San Buenaventura Cali,
su ubicación e instrucciones a seguir.
○ RAM8: En caso de seleccionar la misión ‘Incendios’, el aplicativo móvil permite
al usuario visualizar las llamas y los extintores representados en el mapa, donde el
objetivo es apagar las llamas con los extintores antes de perder toda su salud.
○ RAM10: Una vez el usuario esté cerca de un extintor, el aplicativo móvil permite
visualizar un escenario de Realidad Aumentada donde hay una animación 3D de
un extintor en el sitio del extintor real.
○ RAM11: Al presionar el extintor animado, el aplicativo móvil permite visualizar
una recarga en la barra de carga de extintores del usuario.
○ RAM12: Una vez el usuario esté con la barra de carga de extintores llena, el
fuego se extingue y deja de afectar su salud.
○ RAM13: En caso de apagar las llamas habiendo sobrevivido, se completa la
misión.
○ RAM15: En caso de seleccionar la misión ‘Sismos’, el aplicativo móvil permite al
usuario visualizar la zona afectada en el mapa, las zonas seguras a los cuales
deberá dirigirse y las respectivas instrucciones.
○ RAM16: En caso de estar en la zona afectada, el usuario visualiza una escena en
Realidad Aumentada donde muestra paredes y piedras cayendo (escombros), los
cuales afectan su salud constantemente hasta llegarle hacer fracasar la misión y el
aplicativo móvil permite al usuario repetir la misión.
○ RAM17: En caso de llegar con salud a una zona segura, se completa la misión.
○ RAM19: En caso de seleccionar la opción de ‘Vídeos Instructivos’, el aplicativo
móvil redirige a la vista de videos.
○ RAM20: Una vez en la vista de videos, el aplicativo móvil lista al usuario los
videos almacenados.
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○ RAM21: Al seleccionar un video, el aplicativo móvil permite al usuario visualizar
el video.
○ RAM24: El aplicativo móvil permite cerrar sesión al usuario.
● Características de alto valor
○ RAM9: Además permite visualizar una barra de carga de extintores, la cual se
llenará al tomar un extintor del mapa.
○ RAM14: En caso de perder toda la salud afectada por el fuego, la misión fracasa
y el aplicativo móvil permite al usuario repetir la misión.
○ RAM18: En caso de perder toda la salud antes de que el usuario llegue a la zona
segura, fracasa la misión.
○ RAM22: El aplicativo móvil permite pausar el video.
○ RAM23: El aplicativo móvil permite ajustar el volumen en general de la
aplicación.
Requisitos No Funcionales
Para establecer los requisitos no funcionales se tomaron en cuenta diferentes factores que afectan
directamente una aplicación móvil.
● Rendimiento
○ El acceso al aplicativo móvil no debe demorar más de 3 segundos en iniciar.
○ El aplicativo móvil no debe demorar en cargar su información más de 3 segundos.
○ El aplicativo móvil debe permitir que las respuestas de la animación al interactuar
con el usuario no demoren más de 3 segundos.
○ El aplicativo móvil no debe demorar más de 4 segundos en cargar un mapa.
○ El aplicativo móvil no debe demorar más de 3 segundos en acceder a la cámara del
dispositivo.
● Escalabilidad
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○ Los servidores deben tener la capacidad de soportar al menos 3.000 peticiones de
usuarios por segundo.
● Disponibilidad
○ El aplicativo móvil debe estar disponible su información las 24 horas del día.
● Confiabilidad
○ El aplicativo móvil debe dar una introducción a sus componentes y funciones la
primera vez que ingrese el usuario.
● Seguridad
○ En caso de un ataque informático, el servidor debe bloquearse para proteger la
información de los clientes.
○ El aplicativo móvil debe garantizar la confidencialidad de la ubicación de los
usuarios.
● Administrabilidad
○ El aplicativo móvil debe contar con una herramienta para administrar la base de
datos.
● Usabilidad
○ El aplicativo móvil debe contar con mensajes de retroalimentación a las acciones
de los usuarios.
○ El aplicativo móvil debe permitirse manejar de manera intuitiva por el usuario.
○ El aplicativo móvil debe contar con un diseño responsive.
● Mantenibilidad
○ El servidor debe hacer respaldos del banco de datos cada mes.
● Extensibilidad
○ El aplicativo móvil debe soportar nuevas actualizaciones futuras que mejoren su
funcionamiento.
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Casos de Usos
Fig. 11. Diagrama de Casos de Usos
Diagrama de Clases
En este diagrama se establece las relaciones y atributos que tienen los objetos que interactúan en
la aplicación móvil.
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Fig. 12. Diagrama de Clases
Interfaces de la aplicación móvil
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Fig 13. Interfaces de la aplicación móvil.
Game Design
USB Emergency es un videojuego en primera persona de género Acción – educativo, donde un
estudiante se moviliza en el campus universitario y experimenta situaciones de emergencia;
situación de incendio y sismo exactamente. Con apoyo del mapa podrá observar los lugares
donde ocurren dichas situaciones, así también la ubicación de ciertos elementos que le ayudarán a
salir del apuro, como lo son los extintores y las zonas seguras (Puntos de encuentro) de la
universidad.
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En caso de ser una situación de incendio, el jugador verá por medio de su cámara del dispositivo
móvil y con ayuda de realidad aumentada cómo está afectado el ambiente por el fuego, el cual
deberá extinguir con ayuda de los extintores ubicados en la universidad, el más cercano que vea
en el mapa de ser posible, puesto que tendrá una mejor puntuación al finalizar la misión si
controla la situación en el menor tiempo posible. De no controlar la situación en el tiempo
estipulado será consumido por el fuego, donde se verá una cinemática del fuego en su mayor
expansión y concluirá con la pérdida de la misión, la cual deberá repetir si lo desea.
Por otro lado, en el caso de situación de sismo, el jugador verá cómo el ambiente está afectado
por objetos que van cayendo, simulando un derrumbe progresivo, los cuales debe ir esquivando
hasta llegar a los puntos de encuentro seguros, ubicados en las instalaciones de la universidad, los
cuales verá en el mapa. Si dichos objetos le caen encima irá perdiendo salud hasta perder la
misión, la cual deberá repetir si lo desea.
Al tratarse de un videojuego género educativo también, en él se podrán ver videos relacionados a
buenas prácticas y consejos para superar situaciones de riesgo como lo son incendio y sismo.
Fig. 14. Logo USB EMERGENCY
Diagrama de Flujo de Juego
Se diseñó un diagrama de flujo de juego donde se puede detallar la interacción que tiene el
usuario al jugar.
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Fig. 15. Diagrama de Flujo de Juego
Diagrama de Arquitectura
Para soportar la aplicación móvil se planteó utilizar los servidores de Unity como instancias de
prueba para llevar el desarrollo, al final, se exporta un APK para Android donde se instala en el
dispositivo móvil del usuario.
La aplicación cuenta con un Api de Google Maps, la cual brinda el servicio de geolocalización y
permite hacer uso de mapas en el aplicativo. Además cuenta con un servicio de autentificación
enlazado con Firebase la cual permite registrar usuarios e iniciar sesión.
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Al final se muestra la información de la geolocalización la cual se utiliza para hacer el despliegue
de los escenarios de Realidad Aumentada.
Fig. 16. Diagrama Arquitectura
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Storyboards
Fig. 17. Storyboard 1
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Fig. 18. Storyboard 2
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C. Desarrollo e Implementación
Así pues, con el diseño de la aplicación móvil definido se procedió a realizar el desarrollo e
implementación. Para esto, se utilizaron herramientas informáticas Open Source que permitieron
implementar las tecnologías necesarias para el funcionamiento del aplicativo.
Desarrollo con Unity
Unity3D (Unity) es propiedad de Unity Technologies, y actualmente es uno de los motores de
juego más importantes y extendidos. Permite utilizar Javascript , Boo y C#, y dispone de un
editor que agiliza el desarrollo del videojuego. También posee una amplísima comunidad, que
ayuda a resolver dudas y crea plugins para cubrir aspectos puntuales del desarrollo, algunos de
los cuales son muy potentes y su uso está muy extendido. Entre todos los videojuegos que se han
desarrollado usándolo podemos destacar algunos: Monument Valley, The Forest, Oddworld: New
‘n’ Tasty, Rust y Broforce. [10] Se escogió Unity como entorno de desarrollo debido a que el
motor funciona iterando sobre un Game Loop que itera en cada frame para realizar los cálculos y
el renderizado. Este patrón de diseño es el más usado en este tipo de sistemas cuya prioridad es
ejecutar el programa en tiempo real sin perder rendimiento.[11]
Fig. 19. Entorno de desarrollo Unity
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Además se hizo aprovechamiento de su interfaz de usuario donde podemos observar cinco
separaciones claras en la figura 19. En primer lugar, podemos observar la ventana marcada con el
uno y esta es la ventana de jerarquía. Aquí es donde estarán presentes todos los elementos en la
escena de juego. En ella los elementos entablan una relación de padres e hijos para organizar la
escena. En ella solo se albergan GameObjects. Con el número dos, encontramos la venta de
proyecto. Este apartado contiene todos los elementos o assets que tenga juego. El número tres es
la vista de la escena, donde podemos movernos en tres dimensiones o dos según las dimensiones
del juego, y la vista de juego, donde se mostrará el juego mientras se monta con la imagen final
que tendrá. También es la vista que mostrará el juego mientras esté en ejecución en el editor. La
barra de herramientas, que en la figura 19 se demarca con el número cuatro, contiene botones 9
que hacen más rápida la interacción con el usuario. Aquí podemos seleccionar el modo del cursor
del ratón para la vista de escena, ejecutar, pausar o parar el juego y cambiar la disposición de las
ventanas del editor entre otras cosas. Cabe decir, que estas ventanas pueden ser modificadas al
gusto del usuario también mediante drag and drop. Finalmente, tenemos el inspector marcado con
el número cinco. Esta ventana es la encargada de ofrecer información detallada de todos los
elementos seleccionables del proyecto.[12]
Se desarrolló e implementó las interfaces de la aplicación móvil donde se crearon las
funcionalidades definidas en el diseño y el HUD (Heads Up Display) del jugador el cual contiene
los objetos con los cuales cuenta el usuario al momento de jugar, el nombre y la configuración.
Autenticación con Firebase
Para implementar el sistema de logueo y registro de usuario se utilizó el servicio de autenticación
de Firebase creando un proyecto en el Firebase Console, el cual proporciona servicios de
backend, SDK y bibliotecas de IU para autenticar usuarios en tu app, a través de un JSON con los
servicios de Firebase utilizados. Admite autenticación con contraseñas, proveedores de
identidades federadas populares, y más opciones.[13]
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En el proyecto se ha decidido realizar la autenticación por mail y password.[13]
Fig. 20. Usuarios en Firebase
Una vez implementado, se puede generar nuevos usuarios desde la propia aplicación o mediante
el acceso web de Firebase Authentication.[13]
Implementando Servicio Google Maps Api
Para implementar el mapa de la Universidad San Buenaventura Cali en tiempo real, nos valimos
del servicio que ofrece Google Maps Api ya que permite la visualización de Google Maps en tus
propias aplicaciones móviles. El API proporciona unas determinadas herramientas para
interaccionar con los mapas y añadir contenido a los mismos a través de una serie de servicios,
permitiendo llegar a crear aplicaciones con mapas de gran complejidad y robustez. [14]
Para implantar esta tecnología en la aplicación móvil, Google te proporciona una clave
credencial, que es válida para un único directorio o dominio. Para obtener esta clave se debe tener
una cuenta de google, y la clave que se proporciona estará conectada a dicha cuenta. [14]
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Fig. 21. Implementación del Mapa
Desarrollo con Vuforia
Vuforia es un kit de desarrollo de software de Realidad Aumentada (SDK) para dispositivos
móviles que permite la creación de aplicaciones de Realidad Aumentada. Se utiliza la tecnología
de visión por ordenador para reconocer y realizar un seguimiento de las imágenes planas
(objetivos imagen) y objetos 3D simples, tales como cajas, en tiempo real. Esta capacidad de
registro de imágenes permite a los desarrolladores posicionar y orientar los objetos virtuales, tales
como modelos en 3D y otros medios de comunicación, en relación con las imágenes del mundo
real cuando éstos se ven a través de la cámara de un dispositivo móvil. [16]
Al implementar Vuforia, genera una Api Key con la cual se utiliza para la creación de la base de
datos interna en la cual se almacenan los elementos 3D que componen el escenario de realidad
aumentada y se integra con el editor de Unity haciendo uso del componente de la cámara de
realidad aumentada, de esta misma manera se integra con el componente de la cámara del
dispositivo móvil en caso de emplearla para el desarrollo.
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Fig. 22. Implementación de SDK Vuforia
Para el posicionamiento de los escenarios de realidad aumentada se hace valer de la latitud y
longitud donde se permite ubicar los objetos directamente en el mapa previamente implementado.
De esta misma forma también captura las coordenadas del usuario que está haciendo uso de la
aplicación móvil por medio de la geolocalización y con base a la distancia del usuario se muestra
el escenario de realidad aumentada en el cual debe estar cerca al punto en el cual se posicionó en
el mapa previamente.
Edición de Videos con After Effects
Para la creación y edición de los videos se utilizó las herramientas brindadas por Adobe After
Effects el cual proporciona un entorno y unas herramientas dirigidas a crear una extensa variedad
de efectos de posproducción de la imagen. Está pensado especialmente para la composición de
imágenes de vídeo mediante la acumulación de capas de transparencia. En este sentido podría
compararse a Photoshop, pero en After Effects entra en juego la dimensión temporal. Desde este
punto de vista también admite comparación con Premiere; de hecho, se pueden encontrar una
serie de similitudes, pero no hay que perder de vista que cada uno de ellos se adecua a diferentes
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finalidades. After Effects sobrepasa con mucho en flexibilidad y precisión las herramientas con
las que cuenta Premiere para la realización de las operaciones de animación, máscara, etc., así
como todas aquellas que no sean fundamentalmente operaciones de edición. Por otro lado, si
nuestro fin de mayor importancia en un proyecto audiovisual es el montaje de un material de
audio y vídeo, desde el proceso de captura hasta la conclusión del producto audiovisual final, sin
que la parte de efecto. [17] Con esta herramienta se implementó las animaciones que contienen lo
videos encontrados en la aplicación móvil.
Fig. 23. Montaje de videos en After Effects
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X. VALIDACIÓN DE PROTOTIPO
Para realizar la validación de prototipo se implementaron casos de prueba de usuarios (CPU) en
los cuales se testea cada caso de uso y se evalúa si cumple a cabalidad una serie de pasos
destinados a verificar los requisitos funcionales y no funcionales.
Casos de Prueba de Usuario
Tabla IV. Cuadros de Casos de Pruebas de Usuarios
ID Prueba: CPU-1 Prueba diseñada por: Fabián Felipe Varon
Título: Caso de Prueba de Usuario - Registro de usuarios.
Prueba ejecutada por: Fabián Felipe Varon
Objetivo: Verificar que se permita registrar usuarios en la aplicación móvil.
Fecha de ejecución: 30/05/18
Precondiciones:
Pasos #
Descripción Info. Necesaria
Resultado Esperado
Resultado Aprobada/No Aprobada
1 Pulsar botón ‘Registrate’.
Redirección a la vista de registro de usuarios.
El aplicativo móvil redireccionó correctamente a la vista de registro de usuarios.
Aprobada.
2 Ingresar ‘nombre’ del usuario.
Nombre del usuario.
No aplica. No aplica.
3 Ingresar ‘nickname’ del usuario.
Nickname del usuario.
No aplica. No aplica.
4 Ingresar ‘contraseña’ del usuario.
Contraseña del usuario.
No aplica. No aplica.
5 Pulsar botón ‘Iniciar’.
Logueo y registro del
El aplicativo móvil registro y logueo a
Aprobada
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usuario en la aplicación móvil y redirección a la vista del menú principal.
el usuario correctamente y lo redireccionó a la vista del menú principal.
ID Prueba: CPU-2 Prueba diseñada por: Fabián Felipe Varon
Título: Caso de Prueba de Usuario - Iniciar sesión.
Prueba ejecutada por: Fabián Felipe Varon
Objetivo: Verificar que se permita iniciar sesión en la aplicación móvil correctamente.
Fecha de ejecución: 30/05/18
Pre-condiciones: Usuario registrado en la aplicación móvil.
Pasos #
Descripción Info. Necesaria
Resultado Esperado
Resultado Aprobada/No Aprobada
1 Ingresar ‘Usuario’.
Nickname del usuario.
No aplica. No aplica.
2 Ingresar ‘contraseña’.
Contraseña del usuario.
No aplica. No aplica.
3 Pulsar botón ‘Iniciar Sesión’.
Logueo del usuario y redirección a la vista del menú principal.
El aplicativo móvil logueo a el usuario correctamente y lo redireccionó a la vista del menú principal
Aprobada
ID Prueba: CPU-3 Prueba diseñada por: Fabián Felipe Varon
Título: Caso de Prueba de Usuario - Ver lista de videos.
Prueba ejecutada por: Fabián Felipe Varon
Objetivo: Verificar que el aplicativo móvil permite listar los vídeos alojados en el sistema.
Fecha de ejecución: 30/05/18
Pre-condiciones: Usuario con sesión activa.
Paso Descripción Info. Resultado Resultado Aprobada/No
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s #
Necesaria Esperado Aprobada
1 Pulsar botón ‘Videos Instructivos’.
Redirección a la vista de videos en la cual los videos listados deben estar cargados.
El aplicativo móvil redireccionó correctamente a la vista de videos y cargo todos los videos listados.
Aprobada.
ID Prueba: CPU-4 Prueba diseñada por: Fabián Felipe Varon
Título: Caso de Prueba de Usuario - Visualizar video.
Prueba ejecutada por: Fabián Felipe Varon
Objetivo: Verificar que el aplicativo móvil permite visualizar los vídeos alojados en el sistema.
Fecha de ejecución: 30/05/18
Pre-condiciones: Usuario con sesión activa, encontrarse en la vista de videos.
Pasos #
Descripción Info. Necesaria
Resultado Esperado
Resultado Aprobada/No Aprobada
1 Seleccionar un video listado.
Redirección a la vista de reproducción de video en la cual está cargado el video seleccionado.
El aplicativo móvil redireccionó correctamente a la vista de reproducción de video y cargó el video seleccionado.
Aprobada.
2 Pulsar botón de play.
Reproducir el vídeo seleccionado.
El aplicativo móvil reprodujo correctamente el video seleccionado al presionar el botón de play.
Aprobada.
3 Pulsar botón de pausa.
Pausar el vídeo seleccionado.
El aplicativo móvil pausó correctamente el video seleccionado al presionar el botón de pausa.
Aprobada.
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ID Prueba: CPU-5 Prueba diseñada por: Fabián Felipe Varon
Título: Caso de Prueba de Usuario - Seleccionar Misión.
Prueba ejecutada por: Fabián Felipe Varon
Objetivo: Verificar que el aplicativo móvil permite seleccionar las misiones disponibles en la vista de misiones.
Fecha de ejecución: 30/05/18
Pre-condiciones: Usuario con sesión activa.
Pasos #
Descripción Info. Necesaria
Resultado Esperado
Resultado Aprobada/No Aprobada
1 Pulsar botón ‘Empieza a Jugar’.
Redirección a la vista de misiones.
El aplicativo móvil redireccionó a la vista de misiones.
Aprobada.
2 Seleccionar entre las misiones ‘Incendio en la USB’ o ‘Sismo en la USB’.
Redirección a la vista de la misión seleccionada.
El aplicativo móvil redireccionó correctamente a la vista de la misión seleccionada.
Aprobada.
ID Prueba: CPU-6 Prueba diseñada por: Fabián Felipe Varon
Título: Caso de Prueba de Usuario - Recibir mapa.
Prueba ejecutada por: Fabián Felipe Varon
Objetivo: Verificar que el aplicativo móvil permite la implementación del mapa en las misiones.
Fecha de ejecución: 31/05/18
Pre-condiciones: Usuario con sesión activa, encontrarse en la vista de la misión seleccionada.
Pasos #
Descripción Info. Necesaria
Resultado Esperado
Resultado Aprobada/No Aprobada
1 Mostrar mapa de la universidad.
Mapa de la universidad implementado en la misión
El aplicativo móvil mostró el mapa implementado en
Aprobada.
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64
seleccionada. la misión seleccionada.
2 Mostrar posición del usuario en el mapa.
Icono del usuario en el lugar en el cual se encuentra ubicado en el mapa.
El aplicativo móvil mostró el icono señalando la ubicación del usuario en el mapa.
Aprobada.
3 Mostrar posición de los puntos de interacción en el mapa.
Labels representativos en los puntos de interacción del mapa.
El aplicativo móvil mostró los labels representativos en los puntos de interacción del mapa.
Aprobada.
ID Prueba: CPU-7 Prueba diseñada por: Fabián Felipe Varon
Título: Caso de Prueba de Usuario - Recibir Indicaciones.
Prueba ejecutada por: Fabián Felipe Varon
Objetivo: Verificar que el aplicativo móvil permite suministrar indicaciones de como completar la misión seleccionada.
Fecha de ejecución: 31/05/18
Pre-condiciones: Usuario con sesión activa, encontrarse en la vista de la misión seleccionada.
Pasos #
Descripción Info. Necesaria
Resultado Esperado
Resultado Aprobada/No Aprobada
1 Suministrar información sobre el objetivo de la misión.
Tips de indicación de cómo completar la misión.
El aplicativo móvil suministró tips de indicación de cómo completar la misión al usuario.
Aprobada.
2 Suministrar ubicaciones a las cuales el usuario debe dirigirse para
Coordenadas de las ubicaciones a las cuales el usuario debe dirigirse para
El aplicativo móvil suministró coordenadas de las ubicaciones a las cuales el
Aprobada.
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65
completar la misión.
completar la misión.
usuario debe dirigirse para completar la misión.
ID Prueba: CPU-8 Prueba diseñada por: Fabián Felipe Varon
Título: Caso de Prueba de Usuario - Empezar misión.
Prueba ejecutada por: Fabián Felipe Varon
Objetivo: Verificar que el aplicativo móvil permite comenzar la misión seleccionada.
Fecha de ejecución: 31/05/18
Pre-condiciones: Usuario con sesión activa, encontrarse en la vista de la misión seleccionada.
Pasos #
Descripción Info. Necesaria
Resultado Esperado
Resultado Aprobada/No Aprobada
1 Al seleccionar la misión, empezar a ejecutarse la misión seleccionada.
Visualización del HUD(Heads Up Display) del usuario.
El aplicativo móvil mostró salud y herramientas necesarias para el usuario.
Aprobada.
ID Prueba: CPU-9 Prueba diseñada por: Fabián Felipe Varon
Título: Caso de Prueba de Usuario - Empezar simulación de Realidad Aumentada.
Prueba ejecutada por: Fabián Felipe Varon
Objetivo: Verificar que el aplicativo permite empezar una simulación de Realidad Aumentada durante la ejecución de la misión.
Fecha de ejecución: 31/05/18
Pre-condiciones: Usuario con sesión activa, haber comenzado una misión.
Pasos #
Descripción Info. Necesaria
Resultado Esperado
Resultado Aprobada/No Aprobada
1 Interactuar con las llamas o fuego ubicados en el
Vista en RA del entorno incendiado al momento de
El aplicativo móvil interactuó con el usuario mostrando una vista en RA del
Aprobada.
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66
mapa. ubicarse en la zona de incendio del mapa.
incendio al momento de acercarse al lugar de las llamas ubicadas en el mapa.
2 Interactuar con los extintores en RA ubicados en la simulación.
Interacción en la cual el usuario toca el extintor y lo adquiere. Al recolectar un extintor, las llamas mostradas en el entorno bajan su intensidad, una vez apagadas, se completa la misión.
El aplicativo móvil interactuó con el usuario al momento de tocar y adquirir un extintor ubicado en el mapa y se disminuyó la intensidad de las llamas, se repitió el proceso hasta completar la misión.
Aprobada.
3 Interactuar con las fisuras ubicadas en el mapa.
Vista en RA del entorno el cual caen escombros al momento de acercarse a la zona de fisuras ubicada en el mapa.
El aplicativo móvil interactuó con el usuario mostrando una vista en RA, la cual caían escombros al momento de acercarse a las fisuras ubicada en el mapa.
Aprobada
4 Interactuar con los puntos seguros
Vista en la cual indica que se completa la misión al momento de entrar en un punto seguro ubicado en el mapa.
El aplicativo móvil interactuó con el usuario mostrando una vista en la cual indicó que se completó la misión al momento de entrar en un punto seguro ubicado en el mapa.
Aprobada
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67
XI. CONCLUSIONES
● Se realizaron los estudios de las medidas preventivas en caso de incendio y sismo por
parte del departamento especializado en estas situaciones de emergencia en el cual se
identificó el Plan de Emergencias de la Universidad San Buenaventura, que nos brindó los
datos e información necesaria para empezar a diseñar la solución informática.
● Se seleccionaron los insumos y las tecnologías necesarias que permitieron ofrecer un
desarrollo apto al proyecto donde se escogieron tecnologías Open Source que permitieron
implementar las tecnologías en el desarrollo de la solución informática.
● Se realizó el diseño de una aplicación móvil educativa en prevención de emergencias de
sismos e incendios con realidad aumentada donde permite a la comunidad de la
Universidad San Buenaventuras educarse y capacitarse en cómo actuar frente a estas
situaciones, captando su interés por su solución innovadora e interactiva.
● Se desarrolló la aplicación móvil en prevención de emergencias de sismos e incendios con
realidad aumentada y se realizó la implementación de pruebas de usuario que validen su
funcionamiento correcto, como resultado obtuvimos una aplicación móvil que permite
capacitar intuitivamente a la comunidad san bonaventuriana sobre cómo actuar frente a
una situación de emergencia.
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XII. TRABAJOS FUTUROS
Como trabajos futuros se plantea las siguientes ideas que pueden funcionar como complemento a
la aplicación móvil. La ideas son las siguientes:
● Herramienta Incluyente: se plantea como trabajo futuro crear un módulo incluyente
debido a que actualmente la aplicación no cuenta con un sistema que permita a las
personas con discapacidad visual hacer uso de ella. Por ende, se propone crear una
herramienta que permita al usuario hacer uso de la aplicación por medio del audio, donde
se describa todas las acciones que debe hacer el usuario con la aplicación móvil.
● Módulo “Emergencia Médica”: se plantea como trabajo futuro crear un módulo el cual
explique la pautas a tener en cuenta en caso de presentarse una emergencia médica y en la
cual se pueda hacer uso de la realidad aumentada para realizar simulaciones en tiempo de
real de cómo actuar.
● Módulo “Emergencia Terrorista”:se plantea como trabajo futuro crear un módulo el
cual explique la pautas a tener en cuenta en caso de presentarse una emergencia terrorista
y en la cual se pueda hacer uso de la realidad aumentada para realizar simulaciones en
tiempo de real de cómo actuar.
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XIII. BIBLIOGRAFÍA
[1] N. Morales, "Impacto de Desastres y Situaciones de Emergencia en el Ámbito de la Salud en
el Perú," .
[2] R. Ariel Abeldaño and R. Fernández, "Salud mental en la comunidad en situaciones de
desastre. Una revisión de los modelos de abordaje en la comunidad," .
[3] Universidad de San Buenaventura Cali, "Plan maestro de emergencias USB cali 2013," .
[4] N. M. Moreno Martínez and J. J. Leiva Olivencia, "Tecnologías de Geolocalización y
Realidad Aumentada en Contextos Educativos: Experiencias y Herramientas." Revista Científica
De Opinión Y Divulgación, .
[5] (). ¿Por qué estudiar en la San Buenaventura? Disponible: https://www.usb.edu.co/.
[6] A. R. Wani, S. Shabir, R. Naaz, "Augmented reality for fire & amp; emergency services," .
[7] M. A. Ardila, "Design thinking: Un cambio de paradigma en el diseño de servicios," .
[8] M. S. Ortega, P. Blázquez Ceballos, “Design Thinking: Lidera El Presente. Crea El Futuro”.
[9] B. Victor Manuel Peñeñory, "Ideación de proyectos multimedia," .
[10] A. Fuentes Agustí, "Desarrollo de un videojuego de aventuras en C# sobre Unity," .
[11] A. Ciborro Montes, "Desarrollo de un juego multiplataforma con realidad aumentada en
Unity," .
[12] R. Faulí Soria, "Análisis y comparación de las herramientas de interfaz de usuario en
Unity,".
[13] M. Romero, "Desarrollo de aplicaciones para dispositivos móviles," .
[14] J. Alcón Ayuso, F. J. Arauz Méndez, I. Carmona Berriguete, "Aplicación web para la
geolocalización y monitorización en tiempo real de los recursos integrantes de una red Grid," .
[15] J. Fabry, G. Navarro Badino, "Sistema para Recolectar, Archivar y Visualizar la Información
Contenida en Redes Sociales en Chile," .
[16] F. V. Lopez Santacruz, "Sistema de Realidad Aumentada para Estrategias de Mercadotecnia
Enfocada a una Empresa Inmobiliaria," .
[17] M. Molina, "Introducción a After Effects."
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