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    Realidad aumentada Realidad aumentada Document Transcript

    • Aplicaciones deRealidad Aumentadacomo apoyo a laEducación en Niños conHiperactividadEstado del Arte • Canela García Mayra Catalina • Flores Pérez Xóchitl Selene Universidad de Colima. Facultad de Telemática. Ingeniertía en Software. 6oD.
    • I. IntroducciónII. ObjetivoIII. ConceptosIV. Educación de niños con hiperactividad mediante el uso derealidad aumentadaa) Tecnología y Realidad Aumentada en la EducaciónV. AntecedentesVI. Proyectos relacionados a) El virtual TDAH b) Desarrollo de Software Educativo para niños con Déficit de Atención c) Desarrollo de Interfaces Naturales para aplicaciones educativas dirigidas a niñosVII. Software para el desarrollo de aplicaciones de RealidadAumentadaVIII. ConclusionesIX. Bibliografía I. Introducción.
    • La necesidad del uso de la tecnología en la educación ha tomado mucho énfasis eimportancia en la mejora de enseñanza y aprendizaje hacia las personas dedistintas edades y con distintas capacidades.El Cómputo educativo esta relacionado con las tecnologías de la comunicación einformación (TICs), las cuales también se aplican en la educación. Anteriormentese afirmaba que estas tecnologías iban a revolucionar la educación, y ahora en laactualidad ya se están empleando, en estos tiempos es conveniente tenerlas encuenta, estudiarlas a fondo y comprender su importancia y posibilidades reales, yaque puede ser una gran ventaja para modernizar el aprendizaje y enseñanza conel uso de ellas. El cómputo educativo se encuentra dentro de la tecnologíaeducativa y su base forma parte de las diferentes fases del proceso enseñanza-aprendizaje.La falta de atención y la inquietud constante de los niños, son síntomas quealertan sobre la posibilidad de estar frente a casos de niños con problemas dehiperactividad. Este trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH)suele aparecer a edad temprana, y se convierte en un verdadero problema en laescuela, afectando las relaciones sociales, el aprendizaje, y causando ademásconflictos en la felicidad de quienes lo padecen.La realidad virtual se considera una tecnología adecuada para la enseñanza,debido a su facilidad para atraer la atención mediante la creación de sistemas deaprendizaje en forma de mundos virtuales tridimensionales e interactivos. En larealidad virtual se les permite a los usuarios experimentar modelos tangibles delugares y cosas, lo cual significa que el modelo puede ser utilizado directamentepor los sentidos, a través de la vista, el olfato, el tacto, el gusto y el oído. Y esto eslo que hace más interesante el uso de dicha tecnología en la enseñanza, ya quepuede mantener ocupados y distraídos a los usuarios (en especial a los niños),además de que al mismo tiempo éstos aprenden.
    • El presente trabajo de investigación se enfoca en la importancia y factibilidad quetiene el desarrollo de aplicaciones didácticas en el proceso de enseñanza-aprendizaje a niños con hiperactividad a través de las nuevas tecnologías. Dichasaplicaciones básicamente consisten en programas que son diseñadosespecialmente para estas personas y dedicados al estudio de un tema enespecífico.Palabras claves.DTAH, Software educativo, Realidad Virtual, Realidad Aumentada, Hiperactividad,enseñanza-aprendizaje, . II. Objetivo.Mediante aplicaciones didácticas y con el uso de realidad virtual, lograr mantenerla atención de un niño con problemas de hiperactividad, y al mismo tiempo hacerlemás fácil su aprendizaje. III. Conceptos.Uno de los conceptos que debe de definirse claramente es el de Realidad Virtual.Ya que es muy importante en el desarrollo de este trabajo.El término "Realidad Virtual" se asocia a casi todo aquello que tiene que ver conimágenes en tres dimensiones creadas por computadoras y con la interacción delos usuarios con este ambiente gráfico. Esto supone la existencia de un complejosistema electrónico para proyectar espacios visuales en 3D y para enviar y recibirseñales con información sobre la actuación del usuario, quien, con un sistema deeste tipo, puede sentir que se encuentra inmerso en un "mundo virtual".El principal objetivo de la realidad virtual es el de crear una experiencia la cualhaga sentir al usuario que se encuentra en un mundo aparentemente real, y paraello, se muestra mediante gráficos 3D y diferentes sonido que forman parte de lasescenas mostradas, lo cual hace mantener la total atención del usuario.
    • Básicamente la realidad virtual utiliza la mirada de un observador, el usuario, quiense mueve dentro del mundo virtual utilizando diferentes dispositivos adecuadospara la aplicación, como lentes, cascos, guantes, etc.La Realidad Virtual expone todas las técnicas de reproducción de imágenes y lasdesarrolla, usándolas dentro del entorno en el que el usuario puede explorar,manipular e interactuar con los objetos expuestos. Un mundo virtual es un modelomatemático que describe un "espacio tridimensional", dentro de este "espacio"están contenidos objetos que pueden representar cualquier cosa. Se trata, endefinitiva, de un paso mas allá de lo que sería la simulación por computador,tratándose realmente de la simulación interactiva, dinámica y en tiempo real de unsistema.Otro concepto importante es el de realidad aumentada, la cual forma parte de larealidad virtual. La Realidad Aumentada nos permite integrar el mundo real y elvirtual, mostrando imágenes virtuales sobre video en tiempo real. Esta tecnologíamuestra la realidad con información virtual.Existen muchas aplicaciones que se pueden crear mediante realidad aumentada,como por ejemplo, aplicaciones interactivas, manuales interactivos, guías paraformación, reconstrucción de patrimonio, publicidad, etc.TDAH (Trastorno por Déficit de Atención con Hiperactividad) o Hiperactividad, quese trata de lo mismo, es un problema que comúnmente se efectúa más en unaedad temprana. La hiperactividad es un trastorno de la conducta en niños, descritopor primera vez en 1902 por Still. Se trata de niños que desarrollan una intensaactividad motora, que consiste en estar en movimiento constantemente, sin quetoda esta actividad tenga un propósito. Van de un lado para otro, comenzandoalguna tarea, y después la abandonan rápidamente para comenzar otra, que a suvez, vuelven a dejar inacabada. Esta hiperactividad aumenta cuando están enpresencia de otras personas, especialmente con las que no mantienen relaciones
    • frecuentes, ya que eso causa una distracción extrema. Por el contrario, disminuyela actividad cuando están solos.Un niño hiperactivo es bastante problemático, ya que posee un espíritudestructivo, son niños insensibles a los castigos, inquietos y nerviosos. Tambiénson niños difíciles de educar, ya que pocas veces pueden mantener durantemucho tiempo la atención puesta en algo, con lo que suelen tener problemas derendimiento escolar y aprendizaje a pesar de tener un cociente intelectual normal.Son muy impulsivos y desobedientes, no suelen hacer lo que sus padres omaestros les indican, o incluso hacen lo contrario de lo que se les dice. Son muytercos y obstinados, a la vez que tienen un umbral muy bajo de tolerancia a lasfrustraciones, con lo que insisten mucho hasta lograr lo que desean, lo cual loshace ser berrinchudos. Esto junto sus estados de ánimos bruscos e intensos, sutemperamento impulsivo y fácilmente excitable, hace que creen frecuentestensiones en casa o en el colegio. En general son niños incapaces de estarsequietos en los momentos que es necesario que lo estén. Un niño que se muevamucho a la hora del recreo y en momentos de juego, es normal. A estos niños loque les ocurre es que no se están quietos en clase o en otras tareas concretas.Ya que se menciona la realidad virtual, realidad aumentada y el TDAH, otro factorimportante es el software educativo. En pocas palabras se le denomina softwareeducativo al que es destinado a la enseñanza y el aprendizaje, y que ademáspermite el desarrollo de ciertas habilidades. El software educativo facilita yoptimiza el proceso de enseñanza-aprendizaje, dándole un enfoque atractivo aldesarrollo de actividades, con el uso de las nuevas tecnologías.
    • IV. Educación de niños con hiperactividad mediante el uso de realidad aumentada.El uso de las nuevas tecnologías de información y comunicación en la educación,por su características de ser innovadoras y atrayentes para los niños de hoy,pueden ser una buena herramienta de trabajo tanto para profesores, padres yterapeutas, como para los niños, quienes a través de un Material EducativoComputarizado (MEC), pueden llevar a cabo procesos, apoyados en juegoseducativos, que ayuden a una mayor independencia del estudiante con TDAHhacia el profesor, una mejor socialización a través de aplicaciones informáticas, unmejor uso de la concentración por medio de contenidos, e interfaces llamativas ymotivantes, convirtiendo así los productos diseñados para esta intervención, enuna excelente opción en los procesos educativos.Antes de intentar relacionar las Tecnologías de Información y comunicación (TIC)con los procesos llevados a cabo en personas con el trastorno de TDAH, esimportante analizar cómo se concibe el desorden por déficit de atención en laactualidad, y así poder crear esquemas de intervención, aprovechando tanto lasventajas que puede ofrecer el déficit, como las que proporcionan las tecnologías.Si la educación se dirige a un modo diferente al que los niños centran su atención,se puede idear procesos educativos importantes que ayudarán a confirmar cómouna educación normal no es la apropiada en este tipo de desorden o disfunción;por el contrario se deben buscar estilos de aprendizaje centrados en el estudianteque permita el aprovechamiento de las estructuras mentales que el mismo posee,para propiciar la construcción renovada de conocimiento.Para los niños, el principal estímulo es la motivación y la atracción de la aplicación,porque suelen disfrutar como si se tratara de un juego y no lo relacionan con unasituación en la que vayan a ser evaluados.
    • a) Tecnología y Realidad Aumentada en la EducaciónLas tecnologías multimedia y la realidad virtual son tecnologías importantes en laactualidad que apoyan a la pedagogía en diferentes áreas, como la alfabetizaciónaudiovisual y la alfabetización informativa y son las nuevas unidades básicas delsistema educativo, que incluyen el diseño y la construcción de nuevos escenarioseducativos, y la elaboración de instrumentos educativos electrónicos.La realidad aumentada consiste en un conjunto de dispositivos que añadeninformación virtual a la información física proporcionada, por medio de esta sepueden sobreimprimir datos informáticos al mundo real.Según el glosario de la Universidad de Guadalajara en la materia de robótica: "La realidad aumentada es la superposición de datos generados por computadora sobre el campo de visión primaria; por ejemplo: un cirujano que esta operando puede portar gafas o lentes (dataglasses) para aumentar su percepción del cuerpo del paciente, obteniendo información."La realidad virtual es una expresión muy interesante y que puede tener efectosmuy importantes en el campo educativo, deido a su caracter multimedia y el gradode interactividad pueda soportar. De esta manera la realidad virtual ayuda a abrirnuevas posibilidades para el desarrollo de procesos perceptivos y sensoriales.La realidad aumentada es una tecnología que complementa la percepción einteracción con el mundo real y que se ha empeado a introducir en el ámbito de laeducación. Entre las características que pueden ser aprovechadas con el uso deaplicaciones con realidad aumentada están: • Es una representación para comprender mejor lo real. • Se entremezclan entre lo real y lo virtual, lo potencial y lo actual • Se alimentan de la vida intermedia de los lenguajes simbólicos
    • • Se alimentan de la realidad visible. • Son inteligibles, de los sensible, la concepción y la percepción. • Son sistemas que procuran dar la ilusión más convincente posible de inmersión funcional dentro de un mundo sintético.La realidad aumentada se diferencía de la realidad virtual en que no sustituye larealidad física, sino que sobreimprime los datos informáticos al mundo real y estoaporta un ingrediente extra, verdaderamente importante para el apoyo en laeducación.Las realidades virtuales buscan atrapar al usuario en un entorno en el cual éstepierde la vista del mundo fisico y explora un espacio recreado con imágenes pormedio de la computadora. Para lograr esto es necesario que el usuario porte unoslentes, cascos, guantes, u otros aparatos especiales que sean capaces decapturar su posición y rotación para poder desplegar las imágenescorrespondientes. En este caso la persona puede sentir que recorre un espacio einteractuar, cuando en realidad se encuentra en una sala vacía.En las realidades aumentadas, las imágenes virtuales se utilizan para completar lavisión de la realidad. Es decir que se utiliza la realidad como base y se le agreganrealidades virtuales que la complementan. Lo que el usuario ve en este caso es suentorno real con unos elementos añadidos creados digitalmente.
    • V. Antecedentes.Las nuevas tecnologías se apoyan en las telecomunicaciones, la informática, losaudiovisuales y sistemas híbridos tales como los multimedia y la realidad virtual; ylo hacen no de forma individual sino de forma interactiva, lo que permite conseguirnuevas realidades comunicativas y potenciar las que pueden tener de formaaislada. Adell (1997) define las nuevas tecnologías como el conjunto de procesosy productos derivados de las nuevas herramientas (hardware y software), soportesde la información y canales de comunicación relacionados con el almacenamiento,procesamiento y transmisión digitalizados de la información.Según la afirmación de García Ruíz (1998), mediante los experimentos llevados acabo por Sherman y Judkins en 1994 en la Universidad de Washington se llega ala conclusión de que con la realidad virtual los estudiantes, especialmente losniños "pueden aprender de manera más rápida y asimilar información de unamanera más consistente que por medio del uso de herramientas de enseñanzatradicionales (pizarra, libros, etc.), ya que utilizan casi todos sus sentidos. Losestudiantes no sólo pueden leer textos y ver imágenes dentro de un casco deRealidad Virtual, sino que además pueden escuchar narraciones, efectos desonido y música relacionados con el tema que están aprendiendo. Por medio deluso de los guantes de datos, los estudiantes pueden "sentir" la textura,dimensiones e inclusive la temperatura de objetos virtuales que existen dentro delmundo virtual".A finales de los 80, los gráficos generados por computador entraron en una nuevaépoca. Además de que las imágenes tridimensionales comenzaran a reemplazar alas bidimensionales, también comenzó a surgir la necesidad de un espacio detrabajo totalmente interactivo generado a través de la tecnología.
    • Y a finales de esta década, en 1989, cuando se propone, por parte de JaronLanier, el término "Realidad Virtual".A partir de principios de los años 90, los sistemas de realidad virtual se han vistoenriquecidos con sensaciones del mundo real a través de estímulos visuales,auditivos y de otro tipo que afectan al usuario de manera interactiva. Esto es enesencia lo que se conoce como "Realidad Virtual".
    • VI. Proyectos relacionados.El Virtual TDAH.El Virtual TDAH es una herramienta virtual que ayuda a detectar el trastorno pordéficit de atención con hiperactividad (TDAH) para niños de entre 6 y 12 años.Los niños que padecen este trastorno, se estima que entre el 5% y el 10% de lapoblación escolar, presentan problemas de atención, impulsividad extrema yactividad excesiva, lo que les suele ocasionar problemas en las relacionessociales, el aprendizaje y el comportamiento."La realidad virtual permite observar cómo se comporta el niño en el aula y cómoresponde en vivo a las tareas que se le piden", explica Àlex Letosa (Zaragoza,1974), psicólogo, logopeda y creador de este test, con la colaboración de JoséGutiérrez, director del Departamento de Personalidad, Evaluación y TratamientosPsicológicos de la Universidad de Barcelona.En la aplicación virtual TDAH se muestra una imagen simulando un salón declases, en donde la maestra pide al alumno que cada vez que éste vea un lápiz enla pizarrón (además de lápices, van apareciendo otros objetos como, por ejemplo,zapatos, aviones, globos, bombillas, etcétera) responda con un clic en la barraespaciadora.El programa acumula puntos a favor cuando el niño acierta, ve el lápiz y responde,y cuando se equivoca, tanto si es porque da clic cuando aparecen otros estímulos(es signo de impulsividad) como si es porque sale el lápiz y no da clic (señal dedéficit de atención).
    • En otra de las situaciones propuestas, la maestra enciende una radio y pide alniño que cada vez que oiga la palabra casa haga un clic. Así, también se tiene encuenta el déficit de atención auditivo. Para evaluar con mayor facilidad lossíntomas de TDAH, el software incluye dos entornos más, siempre ambientadosen el aula de la escuela, pero con elementos distractores añadidos, como, porejemplo, un niño que chilla en el patio, un cartel que se cae de la pared, un boteque se rompe, etcétera.Las mayores ventajas de la herramienta, explica Letosa, son, para el psicólogo, lafacilidad de ejecución del programa, la rapidez de ejecución (cada entorno dura 10minutos) y la exactitud en el análisis de datos porque recoge las respuestas de losniños con una precisión de milisegundos.Además, se obtienen los resultados enseguida de forma gráfica.Desarrollo de software educativo para niños con déficit de atenciónLa Universidad Autónoma de Manizales, a través del grupo interinstitucional sobreDesorden por Déficit de Atención, y el Grupo de Investigación de InformáticaEducativa (I.E), trabajaron en el desarrollo de un material educativo computarizadoque permite a los niños de 7 años de edad prolongar los tiempos de atención ydesempeñarse de una mejor manera en su vida escolar y social.El material educativo ha sido desarrollado en el programa de Ingeniería deSistemas de la Universidad, bajo la asesoría de especialistas en el tema, y seespera poderlo utilizar como apoyo a procesos terapéuticos y educativos.Es un software que apoya al niño con hiperactividad a estimular mejor el desarrollode sus habilidades y hacer que su aprendizaje sea favorable, así como tambiénmantener su atención en lo que se le pide dentro de la aplicación.
    • Desarrollo de interfaces naturales para aplicaciones educativas dirigidas aniños.Javier Marco, Eva Cerezo, Sandra BaldassarriGrupo de Informática Gráfica Avanzada (GIGA)Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A)Universidad de ZaragozaSe ha desarrollado una consola de juegos basada en una interfaz naturalutilizando realidad aumentada, dirigida a niños entre 3 y 6 años, sobre la que sepueda fácilmente implementar juegos educativos de muy distintos tipos. En ella elniño juega distribuyendo distintos elementos sobre un escritorio, y visualizando elresultado en una pantalla de televisión.Se ha buscado un diseño del sistema: se pretende que se pueda instalarfácilmente en la sala de cualquier casa. Los elementos tangibles son elementos notecnológicos, tan duraderos y resistentes como el resto de juguetes del niño conlos que ya está familiarizado.Se trata de una investigación que está en sus inicios. Una vez resueltos losproblemas técnicos y demostrados, la viabilidad de la propuesta el trabajo se va acentrar en:_ Llevar a cabo una evaluación del sistema con un conjunto suficientementeamplio de niños obteniendo resultados que permitan refinar, mejorar y ampliar elsistema.
    • _ Implementar una colección de juegos educativos didácticos que aprovechen almáximo el sistema actual.VII. Software para el desarrollo de aplicaciones deRealidad Aumentada.ATOMIC Authoring Tool es un software Multi-plataforma para la creación deaplicaciones de realidad aumentada, el cual es un Front end para la libreríaARToolkit. Fue Desarrollado para no-programadores, y permite crear rápidamente,pequeñas y sencillas aplicaciones de Realidad Aumentada. Está licenciado bajo laLicencia GNU GPL.3DEM es un programa que utiliza las librerías OpenGL de SiliconGraphics/Microsoft para producir escenarios renderizados en 3D en alta velocidad.El programa puede renderizar tanto a 16 bits de color como a 24. Las imágenespueden ser en formato rojo-azul (visualizables mediante gafas de esos colorespara un mayor efecto tridimensional), desenfocadas para su uso mediante gafasde display líquido, o directamente para su uso en Internet, en formato visible. Losmodelos disponibles incorporan archivos de Modelos Digitales de Elevación,archivos de Transferencia de Datos Espaciales, de Conjunto de Datos de 30Segundos Globales en Datos de Elevación, y archivos de elevación organizadosen filas y columnas, y generados internamente mediante fractales de Mandelbrot yde Julia. Mediante el teclado, es posible moverse por todos estos mundos.GoRound funciona de una manera muy simple: suministrándole una serierotatoria de fotografías de un objeto, éste las "enlaza" de manera que se ofrece lasensación de que el objeto es el que gira 360 grados según nuestras indicaciones.El programa incluye un tutorial que nos hará muy fácil crear las animaciones yponerlas en nuestros CD o en nuestras páginas web. El programa incorpora unpequeño programa en java de 9K, que carga muy rápidamente, controlable con
    • JavaScript y que no requiere añadidos en nuestro navegador para mostrar losresultados.Internet Space Builder es un editor de modelos 3D para su inclusión en páginasweb, de muy fácil manejo. Incorpora más de 1000 ejemplos de texturas, objetostridimensionales, escenas, paisajes e imágenes. Importa objetos de 3DStudio yAutocad, y exporta en los formatos VRML 2.0, BMP, GIF, JPEG y PNG.Creador de modelos (Modelweaver) 3.00 es un programa de creación depelículas de objetos 3D fácil de usar y poderoso, que puede ayudar a los usuariosa crear rápidamente películas VR interactivas de objetos 3D. Puede usarse en loscampos de productos, indumentaria, colecciones, arte y artesanías, antigüedadesy otros objetos que desee mostrar en forma vívida en Internet o un CD. Nuevascaracterísticas de Modelweaver 3.00: 1. Soporta salida Flash 2. La salida Flash escompatible con TourweaverARToolKit es una libreria que permite la creación de aplicaciones de realidadaumentada, en las que se muestran imágenes virtuales al mundo real. Para ello,utiliza las capacidades de seguimiento de vídeo, con el fin de calcular, en tiemporeal, la posición de la cámara y la orientación relativa a la posición de losmarcadores físicos. Una vez que la posición de la cámara real se sabe, la cámaravirtual se pueden colocar en el mismo punto y modelos 3d son sobrepuestosexactamente sobre el marcador real. Así ARToolKit resuelve dos de los principalesproblemas en la realidad aumentada, el seguimiento de punto de vista y lainteracción objeto virtual.
    • VIII. Conclusiones.Este documento presenta el estado del arte del uso de tecnologías y aplicacionesde realidad aumentada enfocadas en la educación para niños con TDAH. Muestraalgunos proyectos ya realizados y los beneficios que se obtienen de aplicar estetipo de tecnología para el apoyo en la educación y al aprendizaje de estos niños,resaltando la importancia de la investigación en el área de educación especial,específicamente en niños con problemas de hiperactividad. Además de queexisten una buena cantidad de software que ayudan al desarrollo de estasaplicaciones.Después de haber realizado la recopilación y el análisis de la informacióngenerada durante los últimos dos años sobre este podemos concluir que elproblema que se pretende cubrir con la aplicación de esta tecnología tiene muchaárea de oportunidad, para aplicar una estrategia de intervención en la educaciónde este tipo de niños.
    • IX. Referencias.José Domingo Begazo. Realidad virtual en la educación. Obtenido el 1 de Marzode 2010, dehttp://sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtual/publicaciones/administracion/v02_n3/realidad01.htmSara Ojeda Benítez, Rafael Villa Angulo y Ma. Elizabeth Ramírez Barreto, yGabriela Lozano Olvera. La realidad virtual, una herramienta educativa para laeducación superior. Obtenido el 1 de Marzo de 2010, dehttp://www.anuies.mx/servicios/d_estrategicos/libros/lib67/3.htmlFrancisco Javier Beltrán. Hiperactividad: estrategias de intervención en ambienteseducativos. Obtenido el 27 de Febrero de 2010, dehttp://www.psicologiacientifica.com/bv/psicologia-181-1-hiperactividad-estrategias-de-intervencion-en-ambientes-educ.htmlJosé R. Hilera. Aplicación de la Realidad Virtual en la enseñanza a través deInternet. Obtenido el 28 de Febrero de 2010, dehttp://www.ucm.es/info/multidoc/multidoc/revista/num8/hilera-oton.html#realidadMadrid. Unidad Editorial, Revistas. Trastorno por déficit de atención ehiperactividad. Obtenido el 1 de Marzo de 2010, dehttp://www.dmedicina.com/enfermedades/neurologicas/trastorno-deficit-atencion-hiperactividadEduc.ar S.E. - Saavedra 789 - Ciudad de Buenos Aires. El aprendizaje en niñoscon Déficit de Atención e Hiperactividad. Obtenido el 1 de Marzo de 2010, de
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