Desarrollar competencias en un mundo virtual: Formación inmersiva para la mano de obra moderna
Stephen Elms es doctorando en la Facultad Bartlett de Medio Ambiente Construido del University College de Londres. Su investigación se centra en el desarrollo de las competencias de la mano de obra en la construcción fuera de la obra, con especial atención a la educación y la formación profesionales.
En los primeros momentos de la película épica de ciencia ficción Ready Player One(2018), de Steven Spielberg, el protagonista, Parzival, nos introduce en el mundo virtual conocido como OASIS. Lo describe como "un lugar donde los límites de la realidad son tu imaginación". Este futuro no muy lejano de un universo inmersivo lleno de juegos, fantasía y aventura es a menudo la forma en que se nos presentan tecnologías como la Realidad Extendida (RX), que incluye la Realidad Virtual (RV), la Realidad Aumentada (RA), la Realidad Mixta (RM) y las Interfaces Tangibles de Usuario (TUI). Cuando Ready Player One se publicó por primera vez en 2011, los mundos ricos e inmersivos del autor y guionista Ernest Cline -descritos a través de tecnología futurista- eran poco más que una ensoñación.
Una docena de años más tarde, esta ciencia ficción no sólo se ha hecho realidad, sino que además es relativamente asequible. En 2024, Meta (antes Facebook) y Apple han lanzado auriculares de consumo de gama alta que combinan RV y RA: Quest 3s y Vision Pro, respectivamente. La mayoría de los smartphones y tabletas son compatibles con la realidad aumentada, con juegos como Pokémon Go.
Puede parecer exagerado relacionar una película taquillera y un juego para móviles -que probablemente sus hijos no puedan dejar de jugar- con la construcción modular a pie de obra. Sin embargo, como veremos a continuación, la conexión real radica en el potencial de la formación inmersiva y gamificada de los trabajadores, que puede ser igual de atractiva.
A medida que tanto el hardware como el software para desarrollar e implantar aplicaciones de RX siguen haciéndose más asequibles, la inversión en esta tecnología como herramienta de formación resulta cada vez más atractiva. La RX también ofrece otras ventajas, como la realización de tareas potencialmente peligrosas en un entorno seguro y la adquisición de nuevas habilidades sin necesidad inmediata de materiales físicos. Para ilustrarlo mejor, examinaremos cuatro estudios académicos que utilizaron la tecnología XR, destacando las ventajas de cada tipo: RV, RA, RM y TUI- en la formación de trabajadores del sector de la construcción.
Stephen Elms fue uno de los tres galardonados en la conferencia 2024 Transforming Construction with Off-site Methods and Technologies, presentada por el Centro de Investigación de la Construcción Off-site de la Universidad de New Brunswick y patrocinada por el Modular Building Institute.
A medida que tanto el hardware como el software para desarrollar e implantar aplicaciones de RX siguen haciéndose más asequibles, la inversión en esta tecnología como herramienta de formación resulta cada vez más atractiva. La RX también ofrece otras ventajas, como la realización de tareas potencialmente peligrosas en un entorno seguro y la adquisición de nuevas habilidades sin necesidad inmediata de materiales físicos. Para ilustrarlo mejor, examinaremos cuatro estudios académicos que utilizaron la tecnología XR, destacando las ventajas de cada tipo: RV, RA, RM y TUI- en la formación de trabajadores del sector de la construcción.
Términos
Antes de sumergirnos en los estudios de casos, es importante entender los diferentes tipos de tecnologías XR que están transformando la formación de los trabajadores en la construcción. Muchos lectores probablemente ya estén familiarizados con la RV y la RA, ya que son las formas más comunes y accesibles de RX. Es probable que se hayan topado con la RV en representaciones de Hollywood (como se ha comentado antes), o incluso en parques temáticos, donde se está incorporando a atracciones ya existentes y atracciones independientes, como Star Wars: Los Secretos del Imperio de Disney. En general, los auriculares de consumo son cada vez más habituales para jugar, ver películas o incluso explorar el metaverso. Del mismo modo, aparte de los juegos para móviles, empresas como Amazon e Ikea utilizan la realidad aumentada para que el usuario pueda ver cómo quedarían los productos en su casa a través del teléfono o la tableta.
Estos ejemplos ofrecen un contexto útil, pero lo que realmente diferencia a estas tecnologías es la forma en que los usuarios se relacionan con sus entornos. Cada interfaz crea un tipo distinto de interacción e inmersión.
La RV crea un entorno digital totalmente inmersivo, en el que los usuarios interactúan como si estuvieran físicamente presentes llevando unos auriculares que bloquean el mundo real. Esto les permite participar en simulaciones o experiencias en un espacio virtual controlado. La realidad aumentada, por su parte, superpone información digital al mundo real, mejorando el entorno físico con capas adicionales de contenido. La realidad aumentada suele experimentarse a través de teléfonos inteligentes, tabletas o gafas de realidad aumentada.
La RM lleva esta inmersión un paso más allá al mezclar a la perfección los mundos físico y digital en tiempo real. Esto permite a los usuarios interactuar con ambos entornos simultáneamente, haciendo que los objetos digitales coexistan y respondan al mundo físico. Por último, la TUI introduce un enfoque práctico, en el que se utilizan objetos físicos para manipular información digital. Esto permite a los usuarios interactuar con objetos tangibles que controlan los resultados digitales, creando una conexión física más intuitiva con los contenidos digitales.
Si las diferencias entre estas tecnologías siguen pareciendo poco claras, los próximos estudios de casos aportarán mayor claridad a medida que exploremos cómo se aplica cada una de ellas en la formación de los trabajadores.
Estudio de caso: Realidad virtual para la formación en seguridad en la construcción
En un estudio realizado por un equipo de investigadores alemanes y daneses (Jelonek et al., 2022), se exploró la RV como herramienta para mejorar la formación en seguridad en el sector de la construcción. Con 97 accidentes mortales registrados en el sector alemán de la construcción sólo en 2020, es necesario disponer de métodos de formación más eficaces. El estudio pretendía abordar esta cuestión creando simulaciones inmersivas en las que los trabajadores pudieran experimentar situaciones peligrosas sin correr riesgos en el mundo real. La simulación de RV guiaba a los participantes -muchos de los cuales ya estaban familiarizados con los protocolos básicos de seguridad- a través de una serie de tareas. Por el camino, se encontraron con diversos peligros, desde seleccionar el equipo de protección individual (EPI) adecuado hasta evitar las superficies resbaladizas del lugar de trabajo. La simulación proporcionaba información instantánea, reiniciándose cada vez que se cometían errores -como si se reiniciara un nivel en un videojuego-, lo que daba a los trabajadores la oportunidad de aprender de forma segura a través de la experiencia.
Según los investigadores (Jelonek et al., 2022), los trabajadores que se formaron utilizando la RV mostraron una notable mejora en su comprensión de los procedimientos de seguridad, especialmente con herramientas específicas como la amoladora angular. Más allá de los conocimientos, muchos participantes expresaron una mayor sensación de confianza y concienciación tras su experiencia virtual. Algunos incluso prefirieron la naturaleza inmersiva y práctica de la RV a los métodos de formación tradicionales. Sin embargo, el estudio también subrayó la importancia de la precisión: cualquier laguna o inexactitud en la simulación podría conducir a que se aprendieran lecciones equivocadas.
Estudio de caso: Realidad aumentada en la enseñanza de la construcción
En la Escuela de Gestión de la Construcción de la Universidad de Florida, los investigadores estudiaron el uso de la RA para mejorar la comprensión de los procesos de construcción complejos por parte de los estudiantes (Shanbari et al., 2016). La atención se centró en cómo la RA podría ayudar a los estudiantes a comprender las limitaciones espaciales y de tiempo implicadas en los montajes de mampostería y cubiertas, un área a menudo difícil de transmitir a través de los métodos tradicionales del aula.
El estudio utilizó la realidad aumentada para superponer elementos de construcción virtuales a imágenes de vídeo reales de una obra en construcción. Esto permitió a los estudiantes visualizar detalles ocultos de la albañilería y la construcción de tejados que, de otro modo, serían difíciles de observar. El objetivo era simular el tipo de exposición al lugar de trabajo que suele limitarse a las excursiones o las prácticas, que suelen estar desconectadas de los temas específicos que se enseñan en el aula.
Los estudiantes expuestos a vídeos mejorados con RA mostraron una mejor comprensión de elementos clave como los anclajes de muros de mampostería y los tapajuntas, así como la secuenciación necesaria para montar sistemas de cubiertas (Shanbari et al., 2016). La naturaleza inmersiva de la RA ayudó a salvar la brecha entre el conocimiento teórico y la comprensión práctica, ofreciendo una experiencia de aprendizaje más interactiva. Aunque la tecnología resultó ser un complemento valioso de los métodos de enseñanza tradicionales, no se pretendía que los sustituyera por completo. El estudio concluyó que la integración de la RA en la enseñanza de la gestión de la construcción tiene un gran potencial para profundizar en la comprensión de procesos complejos por parte de los estudiantes, preparándoles más eficazmente para las exigencias del sector.
Estudio de caso: Realidad mixta para la enseñanza de la construcción
En la Universidad Bond de Australia, unos investigadores estudiaron el potencial de la realidad mixta móvil (RMM) para mejorar la enseñanza de la construcción (Vasilevski y Birt, 2020). Con la creciente adopción del modelado de la información de construcción (BIM) en los sectores de la arquitectura, la ingeniería y la construcción (AEC), el estudio pretendía determinar si la RMM podría mejorar la comprensión de los estudiantes de los complejos procesos de construcción mediante la creación de entornos de aprendizaje inmersivos.
El estudio utilizó una combinación de dispositivos móviles y tecnologías MMR, como las HoloLens de Microsoft, para crear simulaciones interactivas. Estas herramientas permitieron a los estudiantes interactuar con elementos virtuales y reales, lo que les proporcionó una experiencia de aprendizaje más dinámica. A diferencia de los métodos tradicionales en el aula, donde los estudiantes a menudo tenían dificultades para visualizar las limitaciones espaciales y temporales de los proyectos de construcción, la RMM les permitió interactuar con modelos 3D y simulaciones en tiempo real. Este enfoque no sólo hizo que la experiencia de aprendizaje fuera más práctica, sino que también fomentó un mayor compromiso y motivación entre los estudiantes.
Los resultados fueron prometedores (Vasilevski & Birt, 2020). Los estudiantes afirmaron sentirse más conectados con el material y más capaces de comprender la complejidad de las tareas de gestión de la construcción. Muchos participantes destacaron el aumento de la motivación y el compromiso derivados de la naturaleza interactiva y lúdica del MMR.
Sin embargo, el estudio también señaló algunos problemas técnicos, como el mareo experimentado por un pequeño porcentaje de usuarios. En general, los investigadores llegaron a la conclusión de que la TMM tiene un gran potencial para mejorar los resultados del aprendizaje al salvar la distancia entre los conocimientos teóricos y la aplicación práctica en el mundo real.
Estudio de caso: Interfaces de usuario tangibles para aprendices de carpintero
En una investigación conjunta del Instituto Federal Suizo de Tecnología, el Instituto Federal Suizo de Formación Profesional y la Universidad de Stanford, los investigadores estudiaron cómo las TUI podían mejorar las habilidades espaciales de los aprendices de carpintero (Cuendet et al., 2014). Las habilidades espaciales son cruciales en la profesión de carpintero, ya que las tareas a menudo requieren la capacidad de visualizar y manipular objetos en tres dimensiones basándose en planos bidimensionales. El estudio pretendía evaluar si las TUI -interfaces que permiten a los usuarios interactuar con información digital a través de objetos físicos- podían mejorar el razonamiento espacial y las habilidades prácticas de los aprendices.
Gracias a la tecnología TUI, los aprendices participaron en actividades prácticas que reflejaban los métodos tradicionales de aprendizaje en la formación profesional. Manipulando objetos físicos, los aprendices podían interactuar con modelos digitales, tendiendo un puente entre la teoría y la práctica. Este enfoque les permitió desarrollar habilidades espaciales de una manera más intuitiva e interactiva, lo que es particularmente importante en carpintería, donde la comprensión de las relaciones espaciales es clave.
Los resultados mostraron que los aprendices con acceso a la formación mejorada por la TUI tenían un mayor nivel de desarrollo de habilidades espaciales en comparación con los que se basaban únicamente en métodos de aprendizaje tradicionales (Cuendet et al., 2014). El estudio también señaló que estas herramientas podrían ayudar a salvar la brecha para los aprendices cuyas habilidades espaciales podrían no ser tan fuertes inicialmente, ofreciendo un enfoque más inclusivo y eficaz para el desarrollo de habilidades. En general, el uso de las TUI en la formación profesional es prometedor como método para mejorar tanto el aprendizaje como la aplicación práctica en oficios que requieren altos niveles de inteligencia espacial.
Conclusiones: El futuro de la RX en la formación sobre construcción fuera de la obra
Los casos prácticos presentados, aunque no están directamente relacionados con la construcción fuera de la obra, ofrecen claros ejemplos de cómo las tecnologías XR -ya sea RV, RA, RM o TUI- ya están transformando la formación de los trabajadores en diversos sectores de la construcción. Estas tecnologías ofrecen experiencias de aprendizaje inmersivas e interactivas que acortan la distancia entre la teoría y la práctica, permitiendo a los trabajadores desarrollar habilidades cruciales en un entorno seguro y controlado. A medida que la industria de la construcción fuera de la obra adopta la automatización y la robótica, estas tecnologías ofrecen un complemento natural a las habilidades necesarias para gestionar y operar sistemas avanzados.
Sin embargo, la literatura académica aún no ha explorado a fondo cómo puede aplicarse la RX específicamente a la formación en construcción fuera de la obra. Se trata de un campo que los investigadores, entre los que me incluyo, estamos empezando a estudiar. El potencial es enorme: la RX podría revolucionar la formación de los trabajadores en las complejidades de la construcción a pie de obra, desde la producción en fábrica hasta el montaje in situ de componentes modulares. La integración de la RX con la automatización y la robótica representa una importante oportunidad de innovación tanto en la formación como en la eficiencia operativa.
A medida que avanzamos, crece la necesidad de colaboración entre el mundo académico y la industria para liberar todo el potencial de la RX en este espacio. Trabajando juntos, podemos desarrollar soluciones de formación que no sólo satisfagan las necesidades cambiantes de la mano de obra, sino que también amplíen los límites de lo que es posible en la construcción fuera de obra. El futuro de la formación de los trabajadores de este sector es inmersivo, interactivo y lleno de oportunidades, y XR está a la vanguardia de esta transformación.
Bibliografía
Cuendet, S., Dehler-Zufferey, J., Arn, C., Bumbacher, E. y Dillenbourg, P. (2014). Un estudio de las habilidades espaciales de los aprendices de carpintero. Empirical Research in Vocational Education and Training, 6(1), 1-16. https://doi.org/10.1186/s40461-014-0003-3
Jelonek, M., Fiala, E., Herrmann, T., Teizer, J., Embers, S., König, M., & Mathis, A. (2022). Evaluación de simulaciones de realidad virtual para la formación en seguridad en la construcción. I-Com, 21(2), 269-281. https://doi.org/10.1515/icom-2022-0006
Shanbari, H., Blinn, N., & Issa, R. R. A. (2016). Using Augmented Reality Video in Enhancing Masonry and Roof Component Comprehension for Construction Management Students. Engineering Construction and Architectural Management, 23(6), 765-781. https://doi.org/10.1108/ecam-01-2016-0028
Vasilevski, N., & Birt, J. (2020). Analysing construction student experiences of mobile mixed reality enhanced learning in virtual and augmented reality environments. Research in Learning Technology, 28(0). https://doi.org/10.25304/rlt.v28.2329
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