Laboratorios portátilespropuesta de un sistema de provisión de laboratorios remotos como servicios

Abstract

En el contexto actual de la educación en ingeniería, la integración de tecnologías innovadoras se ha convertido en un pilar fundamental para potenciar el aprendizaje práctico y desarrollar competencias técnicas en los estudiantes. Dentro de este marco, los laboratorios remotos han emergido como una alternativa prometedora que permite realizar experimentación de manera virtual y a distancia, superando las barreras geográficas y de infraestructura que tradicionalmente han limitado el acceso a este tipo de experiencias. Estos laboratorios representan una evolución significativa en la enseñanza de la ingenieria, ya que proporcionan un entorno accesible e interactivo en el que los estudiantes pueden manipular dispositivos físicos a través de interfaces virtuales. Su implementación no solo complementa la formación teórica con experiencias prácticas, sino que también amplían las posibilidades en términos de flexibilidad, personalización y colaboración en el proceso de enseñanza-aprendizaje. Además fomentan habilidades clave como la resolución de problemas, el pensamiento crítico y el trabajo en ingeniería, sin restricciones de ubicación o disponibilidad de recursos físicos. A pesar de sus ventajas, la fragmentación de soluciones y la falta de un marco normativo común han dificultado su integración efectiva en los programas educativos. Esta tesis no solo analiza el panorama actual de los laboratorios remotos, los beneficios y limitaciones de los distintos escenarios, sino que también presenta una propuesta concreta basada en el estándar IEEE 1876-2019. A partir de esta referencia, se ha desarrollado una arquitectura que permite la provisión de laboratorios como servicio, facilitando el acceso remoto a sensores y actuadores de manera flexible y escalablr para la ejecución de entornos de experimentación. Luego de un riguroso análisis preliminar de entornos de experimentación, se presenta el pilar fundamental de este trabajo de investigación: los laboratorios portátiles. Como punto de partida, se considera el uso de estos laboratorios, también llamados laboratorios para llevar a casa o laborarotios de bolsillo (pocket labs), para crear nuevas experiencias prácticas mediante sensores y actuadores accesibles a través de internet. Este desarrollo tiene como objetivo contribuir al avance de la enseñanza de la ingenieria, promoviendo enfoques innovadores y tecnológicamente avanzados que no solo enriquezcan la expriencia educativa de los estudiantes, sino que también preparen a las futuras generaciones de ingenieros para afrontar los desafíos del mundo real con confianza y competencia. Frente a los enfoques actuales, que suelen carecer de interoperabilidad y reutilización de recursos, la solución presentada en esta investigación ofrece un marco estructurado que optimiza la integración de laboratorios remotos en distintos entornos educativos. La infraestructura desarrollada no solo permite la adaptación a diversas plataformas, sino que también posibilita la combinación de entornos individuales y colaborativos, proporcionando un modelo más dinámico y eficiente para la enseñanza de la ingenieria. En definitiva, este trabajo contribuye a la evolución de los laboratorios remotos mediante una solución normalizada y adaptable, alineada con las necesidades del aprendizaje práctico y con un impacto directo en la formación de futuros profesionales de la ingeniería.