Aplicaciones de las tecnologías 3D, Realidad Virtual e IA para la aceleración del conocimiento en entornos museísticos

Abstract

La preservación y conservación del patrimonio fueron las primeras aplicaciones para la que se emplearon las tecnologías de digitalización tridimensional de objetos de arte. A su vez, las técnicas implementadas para la obtención y desarrollo de modelos 3D han ido evolucionando y ofreciendo mejores resultados, en términos de rapidez y calidad. Por su parte, el procesamiento digital de la imagen combinado con herramientas de edición 3D resulta un binomio fundamental para la extracción de métricas y características singulares que permite la recuperación de patrimonio destruido o desaparecido. La pandemia del COVID-19 puso de manifiesto la importancia de las redes y servicios de telecomunicaciones como un vehículo fundamental para las relaciones personales y profesionales. La videoconferencia fue, por encima de todos, el servicio mejor valorado y más empleado. El aumento en la demanda y el consumo de tecnología, especialmente por las personas mayores, fue clave para reducir la brecha digital. Paralelamente, las tecnologías de Realidad Extendida experimentaron una gran aceleración e impulso, debido al potencial que presentan en ámbitos como la educación o el entrenamiento de habilidades profesionales. Estas tecnologías digitales permiten, entre otras aplicaciones, recrear tridimensionalmente escenarios reales con gran fidelidad, proporcionando a quien los consume una gran inmersividad y un elevado grado de interacción con los objetos presentes en el entorno. En la presente tesis se evalúa el potencial de la Realidad Virtual y otras tecnologías disruptivas como la Inteligencia Artificial para la generación de experiencias en entornos museísticos capaces de mejorar significativamente el aprendizaje de los visitantes. El estudio se centró en la implementación pionera de metaversos del Museo Cristo de la Sangre de Murcia con diferentes tecnologías y en la comparación posterior entre los resultados de la experiencia por visitantes presenciales y virtuales, en grupos de voluntarios con perfiles similares. El primer metaverso inmersivo se implementó en 2022 a través de aplicaciones web VR, por su simplicidad técnica y su accesibilidad multiplataforma. Para el segundo metaverso, desarrollado en 2024, se incorporó al entorno del museo un guía virtual hiperrealista, lo que obligó al empleo de tecnologías avanzadas como motores de videojuegos, software de animación y el entrenamiento de asistentes de Inteligencia Artificial. Para la interacción con el asistente virtual se apostó por el uso de “hilos de conversación” o Threads, debido a que mejoran la precisión de las respuestas y reducen los costes económicos asociados al consumo de tokens frente a otras alternativas como el reentrenamiento de modelos con la técnica del Fine Tuning. Para el estudio comparativo, además de la medida de parámetros cognitivos relacionados con la memoria auditiva y visual, se tuvo en consideración otros como la percepción sobre la usabilidad de la tecnología y el nivel de excitación de los voluntarios, mediante el análisis bioquímico de las enzimas Alfa-Amilasa y Cortisol, presentes en la saliva. Por la mayor correlación entre la visita a un museo con una situación de estrés psíquico o agudo, de tipo adrenérgico, nuestro interés se centró en el análisis de la Alfa Amilasa Salival. Basándonos en los niveles previos de concentración, se comprobó que los visitantes presenciales al Museo registraban en media niveles anticipatorios de estrés muy por encima de los virtuales (143766 frente a 63638 UI). Sin embargo, tras la experiencia el grupo presencial registró un incremento negativo significativo en la concentración (-39645 UI), que describía un estado de relajación o sensación placentera. Por el contrario, aunque moderado, el incremento positivo que presentaban los visitantes VR (18561 UI) denotó una ligera estimulación objetiva atribuible al uso de la tecnología. Los resultados del test de usabilidad administrado únicamente a los grupos de usuarios VR arrojó unas puntuaciones de 76.428% (Grado Buena) y 83.322% (Grado Excelente) según la escala SUS, que vinieron a confirmar que independientemente de la edad de los sujetos, la tecnología VR no supuso una barrera para el consumo de la experiencia y el proceso de aprendizaje. Finalmente, los buenos resultados registrados por los voluntarios de los metaversos VR en el test cognitivo (8.49 y 7.22 puntos respectivamente sobre una escala de 10) demostraron la efectividad de las plataformas inmersivas para el aprendizaje, destacando especialmente en aspectos como la memoria visual. En resumen, esta investigación ha explorado de forma pionera el desarrollo de entornos museísticos inmersivos, e integrado en éstos tecnologías disruptivas como avatares hiperrealistas e Inteligencia Artificial, aportando nuevos enfoques para la difusión y visualización del patrimonio. La consistencia y validez de los tests realizados ha demostrado con resultados numéricos y estadísticos su potencial para el aprendizaje, asegurando además que el uso de gafas de VR no es una barrera para el correcto desarrollo de este tipo de experiencias