De la física de los objetos al estudio del comportamiento de las personas

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De la física de los objetos al estudio del comportamiento de las personas

La cocina de los simuladores: segunda entrega.

Marcos Lazo tiene 34 años y es oriundo de Balcarce. Es Ingeniero de Sistemas y realizó un Doctorado para especializarse en el área de simulación física. Vive en la ciudad de Tandil, es egresado de la Universidad Nacional del Centro y está en pareja con María de los Ángeles, quien lo acompaña “en las buenas y en las malas”. Viven con Rita y Bartola, dos perritas que adoptaron.

Al igual que las capacidades de los demás integrantes de MediaLab, el conocimiento y los saberes de Marcos son fundamentales al momento de desarrollar un simulador de realidad virtual para entrenamiento. En esta entrevista, Marcos nos cuenta cuál es su rol en la producción de cada simulador, en qué disciplinas se especializa, qué significa el comportamiento de los objetos, entre otras particularidades de la ejecución de estos desarrollos.

¿Cuál es tu rol en el desarrollo de un simulador de entrenamiento?

Mi rol es de líder técnico y coordinador del grupo encargado del desarrollo de la visual 3D y simulación física de los simuladores que se desarrollan en Media.Lab

¿Cómo se llama tu disciplina?

La disciplina en la que me he especializado comprende computación gráfica y simulación física para aplicaciones de realidad virtual, tiempo real e interactivas. Ejemplos clásicos de estas aplicaciones son los videojuegos y simuladores de entrenamiento.

En este área se aplican gran cantidad de conceptos para generar los resultados en las simulaciones. Algunos ejemplos son: Programación, Matemática, Geometría, Física, Código fuente optimizado, entre otros.

El principal desafío de esta área es obtener una visual y comportamiento realista de la simulación manteniendo los tiempos de cálculos dentro de las cotas necesarias para aplicaciones de tiempo real. Esto implica generar simulaciones que corran a una tasa de 60 cuadros por segundo, (incluso a tasas mayores para aplicaciones de realidad virtual). Esto en particular es muy importante para aplicaciones interactivas donde el resultado de las acciones del usuario se deben reflejar en tiempo y forma, sino se generaría un efecto de “delay” hasta que los resultados aparecen en pantalla.

¿Qué expectativas tenías cuando empezaste a estudiar? ¿Sabías que esto era lo que te interesaba o te encontraste en el camino?

Siempre de chico me fascinó el mundo de los videojuegos (hoy en día sigue siendo así) y tenía la intriga de cómo se creaba “un videojuego”. A medida que fui creciendo me fui especializando en el área de computación, haciendo diferentes cursos o leyendo revistas del área, motivado principalmente porque creía que en el futuro la computación y en particular la programación iban a tomar un rol protagónico en la forma que se resuelven problemas de la vida cotidiana. Al momento de elegir la carrera universitaria a seguir, elegí Ingeniería de Sistemas de UNCPBA. Ingeniería de Sistemas abarca muchas áreas dentro de la computación, en general me siento cómodo en muchas de esas áreas. Pero cuando conocí el grupo de trabajo que hoy es Media.Lab orienté mi especialización a materias relacionadas al área de computación gráfica y realidad virtual.

¿Qué implica recrear la física de los objetos?

En los simuladores de entrenamiento es importante lograr buena inmersión del usuario, un entorno que le permita sentirse cómodo, haciendo que se sienta en un mundo similar al real. Para ello, es necesario trabajar dos ejes: uno relacionado a la calidad visual de las escenas y objetos del mundo virtual, y otro es el comportamiento de los objetos.

Para recrear el comportamiento de objetos, (máquinas o incluso fenómenos naturales) y se comporten como lo harían en la realidad se definen modelos físicos. Los modelos físicos pueden ser muy simples o muy complejos e incluir un conjunto de submodelos, dependiendo del grado de complejidad y realismo necesario para la simulación. Un modelo simple, por ejemplo, puede determinar la posición y orientación de un proyectil a lo largo de una trayectoria. Por su parte, un modelo complejo puede representar el desmoronamiento y “rotura” de un terraplén cuando una excavadora hidráulica trabaja en la zona. Obviamente, mientras más detallada es la simulación física, mayor es el costo computacional para generarla (afectando a la interactividad), con lo que es necesario crear un balance.

Siempre es importante tener en cuenta el costo computacional y el grado de realismo necesario para llevar a cabo la simulación. Si bien la simulación física de objetos en tiempo real es costosa en términos de tiempo de cálculo, el avance tecnológico en computadoras y placas de video que se viene dando en los últimos años permite generar simulación de muy alta calidad que se ejecutan en computadoras hogareñas.

¿Qué significa estudiar el comportamiento de las personas y las máquinas y qué importancia reviste esto en la producción de un simulador?

El estudio de las maquinarias y su uso es muy importante y se deber realizar con el mayor detalle posible para poder recrear fielmente el comportamiento de la máquina en condiciones de trabajo normal o degradada (con alguna falla o problema).

Acá el nivel de realismo de la simulación física debe ser tal que la persona que se capacita en el simulador siente que está operando la maquinaria real. Tanto la fuerza de empuje de la máquina, la velocidad de frenado, el peso, el comportamiento de la suspensión y chasis, la operación de las herramientas de las máquinas, por mencionar algunos conceptos; deben estar representadas fielmente para que la experiencia que adquiere la persona en el simulador la pueda aplicar de forma directa en la máquina para la cual se está entrenando.

El simulador, además de recrear la máquina, le permite a la persona conocer y aprender protocolos de operación, protocolos de seguridad, buenos y malos hábitos. Acá el rol del referente técnico del proyecto es muy importante, porque es él quien conoce la maquinaria que se está simulando, las buenas y malas prácticas de su uso y tiene la visión de cómo se utilizará para capacitar personas.

En cuanto al desarrollo de los modelos físicos necesarios para un simulador, se realizan de
forma incremental. Trabajando en conjunto con el referente técnico, en base a manuales, especificaciones técnicas y relevamiento de las maquinarias, se plantea un modelo inicial simplificado. En cada una de las certificaciones y avances temporales del sistema, los modelos se validan y en base al feedback recibido por el adoptante, se refinan o se avanza en el desarrollo hasta la próxima certificación. Esto se repite hasta que el simulador está completo.

¿Cuáles pensás que son los desafíos que se vienen para estas tecnologías?

Los desafíos futuros de estas tecnologías son sin duda conseguir experiencias virtuales cada vez más realistas y que estén al alcance de todos. Las áreas de aplicación son muchísimas. Nosotros en particular trabajamos en simuladores de entrenamiento, pero el área de entretenimiento, publicidad, medicina; por mencionar algunas, se benefician con el uso de estas aplicaciones. No es muy disparatado pensar que la experiencia de RV usando un simulador sea tan cercana a la realidad que el alumno sentiría que está utilizando la herramienta real en lugar de una simulación. Hoy en día hay muchísimos avances en este sentido, con la aparición de dispositivos de realidad virtual dedicados e incluso smartphones, que permiten visualizaciones realistas de diferentes escenas virtuales. Si bien hay que resolver algunos problemas como el lag de la visualización de los dispositivos, que puede llegar a marear o provocar dolores de cabeza si se utilizan de forma prolongada; no va a pasar mucho tiempo para que se están utilizando masivamente, y dejen de ser un “chiche” o prototipo.

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