REALIDADE AUMENTADA E CRIANÇAS: ESTUDO DE VIABILIDADE PARA O USO NO MUSEU DA COMPUTAÇÃO DA UEPG MUSEU VIRTUAL

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1 9. CONEX Apresentação Oral Resumo Expandido 1 ÁREA TEMÁTICA: (marque uma das opções) ( ) COMUNICAÇÃO ( ) CULTURA ( ) DIREITOS HUMANOS E JUSTIÇA ( X ) EDUCAÇÃO ( ) MEIO AMBIENTE ( ) SAÚDE ( ) TRABALHO ( ) TECNOLOGIA REALIDADE AUMENTADA E CRIANÇAS: ESTUDO DE VIABILIDADE PARA O USO NO MUSEU DA COMPUTAÇÃO DA UEPG MUSEU VIRTUAL Amalyn Mazzottini Biagini 1 Thiago Ruth 2 Diolete Marcante Lati Cerutti 3 RESUMO O Museu da Computação da UEPG é um programa de extensão que tem como objetivo mostrar e disponibilizar artefatos e conteúdos sobre tecnologias antigas para a comunidade de forma interativa e prazerosa. A história do computador deu-se de forma muito rápida, tornando difícil para quem usa computador atualmente imaginar como ele era antigamente. Assim, uma das propostas do Museu da Computação da UEPG é disponibilizar também o seu conteúdo na Internet através de um site o Museu Virtual. Porém, hoje em dia, têm-se uma variedade muito grande de tipos de tecnologias que podem tornar mais fáceis o uso do computador e a busca por informações e conteúdos dos mais variados tipos. Uma das tecnologias que estão sendo consideradas para o uso em vários contextos, incluindo o contexto educacional, é a Realidade Aumentada. Sendo seu uso cada vez mais difundido nas mais variadas áreas, a Realidade Aumentada pode se tornar uma ferramenta apropriada para aumentar o interesse das pessoas em relação ao Museu Virtual, especialmente em relação às crianças. Após a análise do referencial teórico, foram selecionadas duas ferramentas para implementar a realidade aumentada (Ezflar e ArtoolKit). Esse artigo discute a viabilidade técnica e pedagógica de utilizar a Realidade Aumentada bem como as ferramentas selecionadas para desenvolver aplicativos interativos para que os mesmos possam ser utilizados como forma de aprendizagem de conteúdos no site do Museu Virtual. PALAVRAS-CHAVE: Museu Virtual, Realidade Aumentada, Design de Interação e Crianças. 1 Acadêmica do Curso de Bacharelado em Informática, lynn.be@hotmail.com 2 Acadêmico do Curso de Bacharelado em Informática, thiagoruth@hotmail.com 3 Doutora, Professora UEPG, diolete@uepg.br

2 9. CONEX Apresentação Oral Resumo Expandido 2 Introdução Realidade Aumentada Atualmente, novas tecnologias de computação estão sendo amplamente utilizadas no desenvolvimento de aplicativos educacionais em diferentes disciplinas para crianças, jovens e adultos. A Realidade Aumentada é uma destas tecnologias que estão trazendo benefícios para os processos de ensino-aprendizagem. Entretanto, a fim de que se possa desenvolver aplicativos eficientes, torna-se necessário o estudo sobre o modo como as crianças interagem com estes aplicativos baseados em Realidade Aumentada. A realidade aumentada é um paradigma de interação o qual implica a integração de recursos computacionais aumentados no ambiente físico, onde representações virtuais são sobrepostas a dispositivos e objetos físicos. (Preece et al., 2005). Um dos precursores deste trabalho foi o Digital Desk (Wellner, 1993). Neste trabalho, materiais físicos de escritório, como livros, documentos e papel foram integrados a representações virtuais utilizando-se projetores e câmeras de vídeo. O principal objetivo desta tecnologia é facilitar e otimizar o trabalho do usuário enquanto esse utiliza as ferramentas disponíveis em softwares e em sites, embora hoje em dia essa técnica esteja sendo utilizada até para tratamentos médicos. Outra descrição de Realidade Aumentada também aceita é a de Azuma(1997), onde o autor diz que Realidade Aumentada é um ambiente que envolve tanto realidade virtual como elementos do mundo real, criando um ambiente misto em tempo real.. Azuma (1997) explica que Realidade Aumentada é um sistema que combina elementos virtuais com elementos reais; é interativa e tem processamento em tempo real; é concebida em três dimensões. Existem atualmente quatro sistemas de utilização de realidade aumentada (Azuma, 2001), sendo classificados de acordo com a interface utilizada (Kirner, 2005): Sistema de visão ótica direta: Utiliza-se de óculos ou capacetes com lentes capazes de percebera imagem real ao mesmo tempo em que percebe imagens virtuais já ajustadas na cena real; Sistema de visão direta por vídeo: Utiliza-se de capacetes com microcâmeras de vídeo e pequenos monitores. A imagem real é capturada pelas microcâmeras, e transmitida diretamente ao olho, com as imagens virtuais mescladas na imagem final. Sistema de visão por vídeo baseado em monitor: Essa é a técnica mais conhecida, onde a imagem real é capturada por uma webcam (câmera de vídeo apropriada para o uso em microcomputadores compatível com sistemas para a Internet) e transmitida elo monitor, já com os objetos virtuais inseridos. Sistema de visão ótica por projeção: A técnica mais restrita de todas, pois necessita de uma superfície para projeção. Utiliza o ambiente real, onde os objetos virtuais são projetados, sem necessitar de nenhum equipamento auxiliar. Neste estudo, será tomada como base o terceiro tipo de descrição de realidade aumentada proposta por Azuma (2001). Museu da Computação da UEPG O projeto do Museu da Computação da UEPG surgiu da necessidade de integrar comunidade e universidade em um espaço de ciência, visando o contato com o conhecimento histórico sobre o computador, tornando os cidadãos capazes de relacionar esses conhecimentos aos diversos contextos sociais a que são expostos. A partir disto, o Museu da Computação busca promover atividades que proporcionem aos professores e pesquisadores fazer reflexões sobre estes impactos e estabelecer relações com impactos futuros em diversos contextos. Enquanto espaço de ciência, o Museu da Computação busca oportunizar alunos de escolas públicas e privadas e a comunidade em geral conhecer e aprender sobre a história do computador e incentivá-los a refletir sobre o uso das tecnologias de informação e o futuro. Ainda, enquanto espaço de ciência, o museu busca engajar professores e alunos da UEPG nas atividades desenvolvidas por ele a fim de oportunizar o uso ético e com responsabilidade social e ambiental das tecnologias. Assim, dentro da proposta denominada Museu da Computação da UEPG tem-se o Museu Virtual, o qual é um sitio na Internet que disponibiliza de forma interativa esses conhecimentos sobre a história do computador e seus relacionamentos com o conhecimento cientifico. A proposta deste

3 9. CONEX Apresentação Oral Resumo Expandido 3 projeto é mostrar de forma visual, interativa e prazerosa a evolução dos computadores e suas tecnologias e refletir sobre os impactos que esta evolução causa nos processos sociais atuais. O ponto inovador deste projeto é a importância não somente de visualizar os objetos e conceitos relacionados ao computador, mas também de interagir com estes objetos e representações de conceitos.. Kaleff (2004) aponta para a importância de se incentivar nos meios educacionais o desenvolvimento pelo educando da habilidade de visualizar tanto objetos do mundo real quanto, em nível mais avançado, conceitos, processos e fenômenos. Neste sentido, torna-se importante o estudo cuidadoso e detalhado das ferramentas que darão suporte a aprendizagem destes conceitos em níveis mais avançados. Sendo que um dos objetivos específicos do Museu é engajar os alunos da graduação em atividades de desenvolvimento de material pedagógico interativo para o Museu, este artigo apresenta as análises preliminares de um estudo de viabilidade realizada por acadêmicos do ultimo ano do curso de Bacharelado em Informática sobre o uso da tecnologia de realidade aumentada como ferramenta interativa para disponibilizar conhecimentos histórico sobre o computador para crianças do ensino fundamental da rede publica e privada. Objetivo geral do estudo Virtual. Discutir a viabilidade técnica e pedagógica do uso da realidade aumentada no site do Museu Metodologia Análise bibliográfica sobre as ferramentas que suportam o desenvolvimento de aplicativos baseados em realidade aumentada. Teste de aplicabilidade das ferramentas selecionadas através da análise da bibliografia Desenvolvimento de um protótipo baseado em realidade aumentada Teste do protótipo a ser realizado com crianças da 4ª serie do Ensino Fundamental. Resultados Após a análise da bibliografia, foram selecionadas duas ferramentas que dão suporte ao desenvolvimento de aplicativos baseados em Realidade Aumentada: o Ezflar, utilizado diretamente através do seu site ( e o ARToolKit, o qual precisa ser baixado para a máquina do usuário (através de uma opção de download - Após a seleção e estudo das características técnicas das ferramentas, estas foram testadas a fim de observar quais características pedagógicas elas poderiam fornecer para o aplicativo a ser desenvolvido. O Ezflar é um gerador produzido no Brasil, por funcionários do jornal O Estado de São Paulo e foi criado em 2009 baseado na idéia de utilizar Realidade Aumentada para mostrar notícias. O Ezflar é uma ferramenta simples, open source, ou seja, além de ser um programa de distribuição livre, o seu código fonte é aberto a todos os usuários interessados. Sua vantagem é a simplicidade de uso, principalmente por ser online, sem a necessidade de download, apesar de haver essa opção. Sua desvantagem é que só pode usar o que o site disponibiliza, sem opções de personalização de marcadores, por exemplo. A ferramenta Ezflar pode ser uma opção apropriada para quem quer conhecer a tecnologia de forma rápida e simples. O ARToolKit é um software livre, implementando pelo Dr. Hirokazu Kato, da Universidade de Osaka. Construído para o desenvolvimento de aplicações de Realidade Aumentada (RA), o ARToolKit é bastante popular e pode ser encontrado para download no site da Universidade de Washington ( a atual detentora dos direitos da aplicação. Ele constitui-se em uma biblioteca em Linguagem C/C++, open source para uso nãocomercial, cujas funções são usadas em programas aplicativos desenvolvidos pelo usuário. Sua principal vantagem é a possibilidade de adaptar as aplicações, através da edição de alguns arquivos e pastas, gerando novas aplicações. Sua desvantagem é a exigência de um alto nível de conhecimento técnico do usuário, caso o mesmo deseje algo mais personalizado, como criar seus próprios marcadores ou animações em Realidade Aumentada.

4 9. CONEX Apresentação Oral Resumo Expandido 4 Como o Museu Virtual necessitará de aplicações personalizadas, o ARToolKit demonstra ser o aplicativo mais eficiente e apropriado para o desenvolvimento de aplicações baseadas em realidade aumentada, pois oferece aos programadores a possibilidade de se adequar totalmente à necessidade dos mesmos. Para testar a viabilidade do uso da tecnologia no museu, será desenvolvido um protótipo, utilizando o ARToolKit, onde os marcadores ficarão impressos nas faces de um cubo, para que as crianças possam utilizá-lo de forma lúdica como mostrado na Figura 1.. Figura 1 Cubos Educacionais Legenda: Protótipos dos cubos que conterão os marcadores para reconhecimento pela câmera do computador. A aplicação reconhecerá os marcadores e mostrará na tela os componentes de um computador. As primeiras análises e testes feitos pelos desenvolvedores mostraram que o cubo é ergonômico, mas que deve ser construído em tamanho pequeno para que possa ser captado pela câmera. Após o desenvolvimento, a aplicação será testada com crianças da 4ª série do ensino fundamental, onde poderão ser analisadas as reações das crianças e a forma como elas interagem com a tecnologia. Conclusões O museu virtual é um espaço que proporcionará a manipulação dos usuários com objetos e conceitos de forma interativa, o que servirá de incentivo para ampliar seus conhecimentos acerca da história e evolução do computador. Enquanto tecnologia, a realidade aumentada foi selecionada para ser utilizada como ferramenta para o Museu Virtual a fim de promover a forma interativa pela qual os usuários acessarão objetos, conceitos e conteúdos. Assim, a análise do referencial teórico mostrou que ainda há muitos aspectos a serem analisados a respeito da Realidade Aumentada, o que permite explorar idéias e aplicá-las mais especificamente devido ao fato de ser ter um contexto de estudo (o Museu Virtual). A análise das ferramentas demonstrou que diferentes características produzem aplicações diferentes e especificas de acordo com as necessidades de cada usuário. Para o Museu virtual, a ferramenta ARToolKit mostrou-se adequada ao trabalho proposto, pois, como o software é adaptável, permitirá tanto o teste de viabilidade da tecnologia, como também o reuso destas aplicações em outros contextos. No protótipo da aplicação baseada em realidade aumentada, a utilização de cubos para os marcadores parece ser apropriada para as crianças, pois, além de proporcionar fácil manuseio, tem um aspecto lúdico, o que pode contribuir para despertar o interesse pela exploração do conteúdo.

5 9. CONEX Apresentação Oral Resumo Expandido 5 Referências AZUMA, R. T. et al. Recent Advances in Augmented Reality. IEEE Computer Graphics and Applications, v.21, n.6, p AZUMA, R. T. A Survey of Augmented Reality, UNC Chapel Hill, In Presence: Teleoperators and Virtual Environments, KALEFF, A. M. et al. Desenvolvimento de Atividades para Museu Interativo com Vistas à Melhoria do Ensino e da Aprendizagem da Geometria Escolar. In: 2º CONGRESSO BRASILEIRO DE EXTENSÃO UNIVERSITARIA. Anais eletrônicos... Belo Horizonte: UFMG, Disponível em:< Acesso em 30 mar KIRNER, C. and ZORZAL, E. R. Aplicações Educacionais em Ambientes Colaborativos de Realidade Aumentada. XVI SBIE Simpósio Brasileiro de Informática na Educação, UFJF, Juiz de Fora - MG PREECE et al. Design de interação: além da interação humano computador. Porto Alegre: Bookman, WELLNER, P. Interacting with paper on the digital desk. Communication of the ACM., 36(7),