10 y 11 de Abril 2013

Laboratorios Virtuales: Estrategia Institucional para la Innovación en Apoyo a la Docencia y la

Investigación

M.I. Alberto Pedro Lorandi Medina, MRTE Juan José López Ávila, LSC Gonzalo Sosa MálagaInstituto de Ingeniería, Dirección General de Tecnología de Información

Antecedentes

• Dentro de la LGAC Dinámica De Sistemas, Control E Instrumentación del CA Dinámica de Sistemas UVCA-281, se inició en 2010 el proyecto Desarrollo de software y prototipos para el modelado, simulación y control de sistemas dinámicos aplicados a la educación, con registro DGI: 12179201197, que pretendía Diseñar, desarrollar y construir un conjunto de prototipos físicos o virtuales, que permitan la realización de experimentos con fines pedagógicos o de investigación, dentro de los campos del modelado, identificación, simulación y control de sistemas dinámicos, con objeto de enriquecer la infraestructura de laboratorios del área técnica de la Universidad Veracruzana.

• A la fecha ha dejado como producción científica 3 artículos internacionales en revistas indexadas, 6 ponencias internacionales y un prototipos experimental de pruebas de aplicaciones WEB para matemáticas, graficación de funciones matemáticas, simulación y control.

Laboratorios Virtuales

• Dentro del desarrollo del proyecto de investigación se determinó que era posible poner en operación 3 tipos de laboratorios virtuales:– Laboratorios Virtuales basados en animación.– Laboratorios Virtuales de Simulación.– Laboratorios Virtuales de Matemáticas.

• De hecho se construyó y puso en operación de manera experimental por espacio de 2 años un portal basado exclusivamente en Software Libre al que se le llamó Canihuá, Palabra Totonaca que significa en todas partes, con lo que tratamos de decir que por ser un Portal de Laboratorios Virtuales, se encontraba en la Nube, Internet, Ciberespacio, o sea en ningún lugar en específico pero en todos los lugares, en un sentido de ubicuidad computacional.

• En este portal se puso en operación una aplicación para graficar todo tipo de funciones matemáticas en 2 y 3 dimensiones, un CAS (computer algebra system) o Sistema de Álgebra Computacional y un software matemático, con un lenguaje de programación de alto nivel, para cálculo científico y un lenguaje de programación de alto nivel para cálculo científico, habiendo quedado como trabajos futuros:– La instalación de un módulo con un lenguaje y entorno de

programación para análisis estadístico y gráfico– Un simulador por diagramas en bloque de sistemas

dinámicos híbridos.

Propuesta

• Como resultado de lo anterior y con las experiencias vividas en la puesta en marcha de nuestro portal experimental de laboratorios virtuales Canihuá, surge la idea de proponer:

• La creación de un “Portal Institucional de Laboratorios Virtuales en apoyo a la docencia y la investigación”

• Que podría llevar a establecer una Propuesta Institucional de Innovación en Infraestructura Virtual de Laboratorios, con una inversión relativamente baja pero con un enorme potencial de aplicación tanto en la docencia como en la investigación.

• Este portal podría ser desarrollado de manera conjunta por:– la Dirección General de Investigaciones– la Dirección General de Tecnología de

Información (Dirección de Desarrollo Informático de Apoyo Académico)

– la Dirección del Área Técnica– la Facultad de Estadística e Informática– Uno o dos institutos, para tener una visión

mucho más amplia de su desarrollo.

• Este portal realmente no es más que un servidor o cluster de servidores WEB con un framework o infraestructura digital basado en PHP, Ajax, Python o Java (Software Libre) para liberar pago de licenciamientos y una serie de aplicaciones especializadas que pudieran ser inclusive aplicaciones de Software Libre ampliamente conocidas como GNUPlot, GNUOctave, Scilab, R, Maxima o Sage.

• Este portal podría fácilmente ser desarrollado en servidores virtuales para poder ir incrementando paulatinamente su poder de procesamiento y ser la base de futuros desarrollos especializados donde poder realizar prácticas de laboratorio en el entendido de que en un inicio, deberían ofrecer al menos la posibilidad de solucionar problemas matemáticos de muchos tipos, hacer análisis estadístico, construir modelos matemáticos y simularlos, pero todo desde un simple navegador WEB.

• EL costo de un portal de este tipo en realidad no es muy alto, se tiene la infraestructura de virtualización y servidores Blade en el site principal de la DGTI en Xalapa, se cuenta con mucho software libre que pudiera ser usado o modificado para adecuarlo y acceder a él vía WEB y realmente el costo, solo sería en horas de programación y prueba y si acaso, discos duros para los servidores virtuales pero esto tiene con la ventaja de se pueden hacer de manera progresiva, a medida que el portal y las aplicaciones lo requieran.

Ejemplos

• SAGE http://www.sagemath.org/ • WEBMathematica

http://www.wolfram.com/products/webmathematica/• WebMO http://www.webmo.net/index.html • Existen muchos otros sitios que ofrecen servicios similares pero no

están integrados y esto, es lo que se podría desarrollar para la institución.

• Podría integrarse a Eminus para ofrecer a nuestros estudiantes y académicos la posibilidad de integrar cada herramienta puesta en línea a la docencia, abriendo una serie de posibilidades a la innovación muy interesantes incrementado sustancialmente nuestra infraestructura física en laboratorios

• A futuro, podría hasta incluir el acceso remoto a equipo físico de laboratorio convirtiéndose en un portal de laboratorios virtuales y remotos.

Referencias

• Revista Internacional de la Educación en Ingeniería, Vol. 5, No. 1, 2012, 28-34: Sistemas de Control en Canihuá (M.I. Alberto Pedro Lorandi Medina, Dr. José Luis Vargas López,M.C. Enrique Ladrón de Guevara Durán, Dr. Alfonso C. García Reynoso), Revista en Línea ISSN 1940-1116, AcademiaJournals.com. http://academiajournals.com/downloads/LorandiEd2012Canihua.pdf |

• Revista Internacional de Educación en Ingeniería, Volumen 4, No. 1, 2011: Gráficas y matemáticas en un navegador con Canihuá (M.I. Alberto Pedro Lorandi Medina, M.I. Guillermo Hermida Saba, M.C. Enrique Ladrón de Guevara Durán y Dr. Alfonso C. García Reynoso), Revista en Línea ISSN 1940-1115. http://academiajournals.com/downloads/Lorandi11Ed.pdf

• Revista Internacional de Educación en Ingeniería, Volumen 4, No. 1, 2011: Los laboratorios virtuales y laboratorios remotos en la enseñanza de la ingeniería (M.I. Alberto Pedro Lorandi Medina, M.I. Guillermo Hermida Saba, M.C. Enrique Ladrón de Guevara Durán y M.I. José Hernández Silva), Revista en Línea ISSN 1940-1115, AcademiaJournals.com. http://academiajournals.com/downloads/LorandiLabsEd11.pdf

• III Foro Universitario “Liderazgos regionales y perspectiva global”, Canihua, Boca del Río, Ver. Mayo 10 de 2012, M.I. Alberto Pedro Lorandi Medina, M.I. Guillermo Hermida Saba, M.C. Enrique Ladrón de Guevara Durán, Dr. Alfonso C. García Reynoso, M.S.I. José Hernández Silva, Dr. José Luis Vargas López. http://www.uv.mx/personal/alorandi/files/2012/05/Canihua.docx

• Coloquio de Investigación Multidisciplinaria CIM-2011, Ponencia Canihuá: Un portal de Laboratorios Virtuales, Orizaba, Ver., 28 de Noviembre de 2011, M.I. Alberto Pedro Lorandi Medina, M.I. Guillermo Hermida Saba, M.C. Enrique Ladrón de Guevara Durán, Dr. Alfonso C. García Reynoso, M.S.I. José Hernández Silva. http://www.uv.mx/personal/alorandi/files/2011/11/Canihu%C3%A1-Un-portal-de-Laboratorios-Virtuales.pdf

• Congreso Internacional, Construcción de Saberes e Identidades Ante Escenarios de Globalización “SAGE: Un Portal con una aplicación especializada para matemáticas”, Poza Rica, Ver., Octubre 22 de 2010. M.I. Alberto Pedro Lorandi Medina, M.C. Martha Aurora Fierro Arias, M.I. Guillermo Hermida Saba, M.I. José Hernández Silva. http://www.uv.mx/personal/alorandi/files/2011/03/SAGE-Un-Portal-con-una-aplicaci%C3%B3n-especializada-para-matem%C3%A1ticas.pptx

• Coloquio de Investigación Multidisciplinaria, Virtualización y Laboratorios Virtuales. Una propuesta de Mejora a la Infraestructura de Laboratorios, Instituto Tecnológico de Orizaba, Orizaba,Ver., Septiembre 30 – Octubre 1 de 2010, M.I. Alberto Pedro Lorandi Medina, Ing. Guillermo Hermida Saba, M.I. José Hernández Silva, M.R.T. Juan José López Ávila. http://www.uv.mx/personal/alorandi/files/2011/03/Virtualizaci%C3%B3n-y-Laboratorios-Virtuales.pptx

GRACIAS!

Cuerpo Académico Dinámica de Sistemas UV-CA-281http://www.uv.mx/veracruz/uvca281dinamicadesistemas/Dirección General de Tecnología de Información Reg. Veracruzhttps://www.uv.mx/veracruz/crdgti/