Apresentação de Grupo MMA - Parte II

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Apresentação de Grupo MMA - Parte II

  1. 1. Programa Doutoral em Multimédia em EducaçãoMULTIMÉDIA E ACESSIBILIDADETouchViewer tecnologia inclusiva no ensino das ciências biológicas Nuno Ribeiro | Nuno Lopes | Susana Castro
  2. 2. INTRODUÇÃO Como permitir a um aluno cego ou com baixa visão observar ao microscópio?MMA 1   de   27  
  3. 3. APRESENTAÇÃO DO CASO Proposta tecnológica integrada que permita aos alunos cegos e com baixa visão (C-BV) explorar imagens ao microscópio através do tacto.MMA 2   de   27  
  4. 4. PÚBLICO-ALVO‣  Alunos Cegos e com Baixa Visão‣  Alunos normovisuais (a sua percepção visual poderá ser enriquecida através de modelos tácteis)‣  43.708 alunos de educação especial nas escolas públicas no ano letivo 2010/11MMA 3   de   27  
  5. 5. PÚBLICO-ALVOANO LETIVO DE 2012/2013 - ESCOLA DE REFERÊNCIA NO ENSINO A C-BVESCOLA SECUNDÁRIA RODRIGUES DE FREITAS (PORTO) •  28 alunos C-BV, sendo 7 C e 21 BV •  6 professores especializados nas áreas curriculares especificas: ‣  Orientação e mobilidade ‣  Terapia ocupacional ‣  Braille ‣  Programa complementar de TIC •  Centro de recursos: computadores com acesso à internet, linha braille, leitor de ecrã, duas impressoras braille e uma máquina de imprimir relevosMMA 4   de   27  
  6. 6. PÚBLICO-ALVO ENTREVISTAS ‣  Rapariga de 13 anos, cega congénita, aluna do 8ºano na Escola Secundária Rodrigues de Freitas ‣  Frequenta aulas de ciências biológicas com trabalho prático laboratorial de microscopia ‣  Gosta muito das aulas e gostava de fazer muitas mais experiências ‣  Trabalho de grupo com posterior descrição oral dos colegas de grupo e do professor da observação no microscópio ‣  Não consegue descrever uma célulaMMA 5   de   27  
  7. 7. PÚBLICO-ALVO ENTREVISTAS ‣  Jovem de 30 anos, cega congénita, psicóloga, mestre em gestão, trabalhadora numa instituição financeira ‣  Estudou em escolas públicas em Espinho ‣  Teve aulas de ciências biológicas com trabalho prático laboratorial de microscopia ‣  Considerava as aulas de ciências biológicas muito interessantes ‣  Trabalho de grupo com posterior descrição oral dos colegas de grupo e do professor da observação no microscópio e apoio adicional do manual que tinha imagens em relevo das observações básicas de microscopiaMMA 6   de   27  
  8. 8. PÚBLICO-ALVO DESCRIÇÃO DE UMA CÉLULA “… a célula é uma roda com uma pinta, a pinta pode ser mais diferenciada dependendo do tipo de célula, pode estar mais para um lado do que para o outro, e pode ser maior ou mais pequena.”MMA 7   de   27  
  9. 9. ENQUADRAMENTO DA PROBLEMÁTICA VISÃO VS. AUDIÇÃO VS. TACTO Uma imagem vale mais que mil palavras. Uma palavra, mais que mil toques. Audição Visão Tacto 104   106   102   bits/seg   bits/seg   bits/seg  MMA 8   de   27  
  10. 10. ENQUADRAMENTO DA PROBLEMÁTICA‣  Conjunto de experiências onde procuraram identificar as causas da dificuldade dos C-BV em percepcionar imagens tácteis‣  Reconhecimento de imagem tácteis está correlacionado com a complexidade do estímulo, ou seja, quanto mais simples a forma, mais facilmente é percepcionada e reconhecida a imagem‣  Simplificação das imagens gráficas de modo a serem perceptíveis através do tactoMMA 9   de   27   Fonte: (Kalia & Sinha, 2012)
  11. 11. requires a participant to hold a video camera in 1. J.C. Bliss et al., “O approximately 1 on a thin tape. W one hand while tactile information is displayed for the Blind,” IEEESTADO DA ARTE lowing: onto the other. In our system, the optical sensor 11, no. 1, Jan.-Ma DISPOSITIVOS HÁPTICOS By pressing s and the tactile display are located in practically I 2. C.C. Collins, “Tact can be effect the same place and work together as a new skin trical Image Projec receptor. BASEADOS NAS ONDAS 11, no. tems, vol. BASEADOS NA VIBRAÇÃO 4 5 ACÚSTICAS DE SUPERFÍCIE BASEADOS NA PRESSÃO SmartTool and SmartFinger are two 3. D. Stein, The Opt augmented haptics applications that use sensors Federation of th to capture information from an object. org/bm/bm98/bm SmartTool captures information with a sensor 4. T. Nojima et al., attached at the tip of the tool and conveys it to the 8 The SAW mented Reality o operator through a haptic force display. One tactile display. Conf., IEEE CS Pre proposed application is surgery. When a smart 5. H. Ando et al., “T scalpel contacts a vital region such as an artery, the the Behavior Mo sensor detects surface information, and the display Abstracts and App produces a repulsive force to protect the region. ELETRORREOLÓGICOS DE ESTIMULAÇÃO OU MAGNETORREOLÓGICOS ELETRO-TÁCTIL Shear stress Direction of M = rF2 the exploration Finger Finger M Tape Steel F1 balls 9 Generation r of sources of (a) shear stress that Object Kinetic friction surface can be modulat- ed temporally 3 Effect of system Shear stress becomes smaller by burst waves ates frictional forc of SAW. a torsional momen surface and display TapeMMA (a) 10   de   27   Squeeze force Steel greater torsional m balls haptic sensation.
  12. 12. ANÁLISE SWOT FORÇAS FRAGILIDADES Possibilita a percepção de imagens visuais Necessidade de simplificar as imagens gráficas para serem através de interfaces hápticos; percetíveis através do tacto (limitação biológica do tacto); Providencia a todos os alunos (C-BV e normovisuais) novas Previsível custo elevado da tecnologia existente; experiências sensoriais que permitirão compreender melhor Pouca versatilidade dos dispositivos hápticos existentes; modelos complexos das ciências biológicas; Pouca investigação feita na área do ensino das ciências biológicas a Capacidade que a tecnologia desenvolvida terá para aumentar a alunos C-BV. motivação dos alunos C-BV para as Ciências. Tecnologia criada pode ser aplicada noutros contextos Período de aceitação e adaptação dos alunos à tecnologia criada para além do educativo; pode ser longo;Capacidade da tecnologia para tornar as aulas de ciências biológicas Resistência dos professores à adopção de tecnologia mais inclusivas, dando mais autonomia aos alunos C-BV; em sala de aula; Previsível introdução do mercado de tablets e outros dispositivos Ausência de formação dos professores de ciências biológicas na área hápticos que terão a capacidade de fornecer do ensino especial; feedback táctil ao utilizador. Ausência de formação dos professores de ensino especial na área das ciências biológica; Complexidade dos modelos visuais. OPORTUNIDADES AMEAÇASMMA 11   de   27  
  13. 13. PROPOSTA DE OTIMIZAÇÃOTACTICS (TACTile Image Creation System)O processo de conversão de imagens visuais em imagens tácteis é possibilitadoatravés de três passos distintos:‣  Aquisição‣  Simplificação‣  RenderizaçãoMMA 12   de   27   Fonte: (Way & Barner, 1997)
  14. 14. PROPOSTA DE OTIMIZAÇÃOAQUISIÇÃO‣  Input visual de uma câmara de filmar que captaria, através da lente de um microscópio óptico presente nas salas de aula, o que era visualizado nesse microscópio‣  Cada fotograma do sinal de vídeo seria então convertido em tempo real utilizando a técnica de processamento que simplifique os fotogramasMMA 13   de   27  
  15. 15. PROPOSTA DE OTIMIZAÇÃOSIMPLIFICAÇÃOConjunto de algoritmos queprocessam imagens paraproduzir um conjunto vasto deefeitos:‣  K-means‣  Sobel‣  Aggregate (com desfoque)‣  Aggregate (sem desfoque)MMA 14   de   27  
  16. 16. PROPOSTA DE OTIMIZAÇÃOSIMPLIFICAÇÃO‣  Os resultados demonstram que o processamento Aggregate (com desfoque) foi o mais facilmente percepcionado‣  O processamento Aggregate (com desfoque) é conseguido através diversos algoritmos que desfocam, detetam os limites, segmentam e filtram a medianaMMA 15   de   27  
  17. 17. PROPOSTA DE OTIMIZAÇÃORENDERIZAÇÃO‣  Output táctil das imagens já processadas era conseguido através de papel de microcápsulas que, através da elevação dessas microcápsulas, cria relevo‣  Impossibilidade de utilizar esta tecnologia para conversão de imagens em tempo realMMA 16   de   27  
  18. 18. PROPOSTA DE OTIMIZAÇÃOMMA 17   de   27   Fonte: Senseg [http://senseg.com/]
  19. 19. PROPOSTA DE OTIMIZAÇÃO TECNOLOGIA E-SENSE Baseia-se em três elementos: ‣  Película Tixel ‣  Módulo eletrónico ‣  SoftwareMMA 18   de   27  
  20. 20. PROPOSTA DE OTIMIZAÇÃOMMA 19   de   27  
  21. 21. PROPOSTA DE OTIMIZAÇÃOMMA 20   de   27  
  22. 22. PROPOSTA DE OTIMIZAÇÃO Vantagens do iPad: ‣  Acessibilidade do iOS (VoiceOver) ‣  Dimensão do ecrã ‣  Portabilidade ‣  Câmara de filmar/fotografar integrada ‣  Versatilidade do dispositivo ‣  PreçoMMA 21   de   27  
  23. 23. MOCKUP/PROTÓTIPO TOUCHVIEWER INSIDEMMA 22   de   27  
  24. 24. MOCKUP/PROTÓTIPO Imagem original Imagem processadaMMA 23   de   27  
  25. 25. 27   de   27  
  26. 26. MOCKUP/PROTÓTIPO Compatível com VoiceOverMMA 25   de   27  
  27. 27. MOCKUP/PROTÓTIPO TOUCHVIEWERMMA 26   de   27  
  28. 28. CONCLUSÕES ‣  Desenvolver uma solução barata e integradora tendo em consideração os princípios da inclusão e da acessibilidade ‣  Aumentar os níveis de interesse e autoconfiança do aluno pela aprendizagem dos modelos visuais ‣  Capacitar a apreensão das formas reais dos modelos observados ‣  Experienciar as imagens de um modo multissensorial, potenciando a aprendizagem e a compreensão dos modelos por parte dos alunos normovisuais ‣  Possibilitar a utilização da tecnologia em diferentes domínios do ensino que não apenas o das ciências biológicas ou fora do contexto educativoMMA 27   de   27  

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