Ingeniería

Tecno-autoestopismo anti-trancón

Análisis de relevancia con entropía difusa en aplicaciones BCI con imaginación motora mediante descomposiciones DWT y EMD

Rhythm analysis in advanced signal processing methods has long of interest in application areas such as diagnosis of brain disorders, epilepsy, sleep or anesthesia analysis, and more recently in brain computer interfaces. In this paper the Discrete Wavelet Transform (DWT) and Empirical Mode Decomposition (EMD) techniques are applied to extract the brain rhythms from electroencephalographic (EEG) signals in motor imagination tasks, of left-and right hand, using public dataset BCI Competition 2003. Then the brain rhythms are characterized by statistical features. Additionally, fuzzy entropy algorithm was used to perform the relevance analysis to determine the most important features in the training set. Classification stage was performed using K-NN classifiers and SVM, obtaining classification accuracy up to 100% with EMD. Classification results allow us to infer that the techniques used are appropriate to generate solutions in BCI applications for recognizing motor imagination in people with motor disabilities.

El análisis de ritmos en métodos avanzados de procesamiento deseñales de interés en áreas de aplicación, tales como diagnóstico de trastornos cerebrales, epilepsia, análisis del sueño o anestesia,y más recientemente en las interfaces cerebro-computador. En este trabajo se aplican la transformada wavelet discreta (DWT) y descomposición por modos empíricos (EMD) para extraer los ritmos cerebrales de señales electroencefalográficas (EEG) en tareas de imaginación de motora, de mano izquierda y derecha, utilizando la bases de datos pública BCI Competition 2003. Los ritmos cerebrales se caracterizan mediante funciones estadísticas; además, se utilizó el algoritmo de entropía difusa para realizar el análisis de relevancia y determinar las características más importantes en el conjunto de entrenamiento. La etapa de clasificación se realizó utilizando clasificadores K-NN y SVM, de la que se obtuvieron porcentajes de precisión de hasta el 100% de clasificación.Los resultados de la clasificación permiten inferir que las técnicas utilizadas son adecuadas para generar soluciones en aplicaciones BCI para el reconocimiento de la imaginación motora en las personas con discapacidad motora.

Diseño y evaluación del desempeño de una red de comunicaciones para medición inteligente en Network Simulator-2

Este artículo presenta los resultados de diseño y evaluación del desempeño de una red de comunicaciones para medición inteligente o AMI (Advanced Metering Infrastructure), empleando el simulador de redes Network Simulator-2 (NS-2). La red de comunicaciones propuesta combina las tecnologías PLC (Power Line Communication) y HSDPA (High Speed Downlin Packet Access), así como el uso de concentradores de datos (DC) y de protocolos aplicación y transporte como DLMS/COSEM y TCP-UDP/IP. Los resultados de evaluación indicaron que al introducir dispositivos DC dentro del diseño de red de comunicaciones, ésta presenta un desempeño superior frente a otras que no los emplean para concentrar la información de diferentes medidores inteligentes. Finalmente, se observó una mayor cobertura y un menor número de acceso directos a la red de comunicaciones al considerar DC en el diseño.

This article presents the results of design and performance evaluation of a Smart Metering or AMI network, using the Network Simulator-2. The communication network proposed combines technologies such as, PLC and HSPDA, using data concentrators (DCs) and application and transport protocols such as DLMS/COSEM and TCP/IP. The performance evaluation results shown that introducing data concentrator inside a communication network provides a superior performance compared with others that not use it.Finally,the employment of DCs on the design also extended communication coverage and reduce direct accesses to the network.

Optimización multiobjetivo en la gestión de cadenas de suministro de biocombustibles

La producción de biocombustibles ha tenido un crecimiento constante durante los ultimos años y se espera que este comportamiento se mantenga en el mediano y largo plazo, impulsado principalmente, por las ventajas ambientales que podrían traer en comparación con el combustible fósil, tales como reducción en las emisiones de gases efecto invernadero, balance energético positivo y desarrollo económico para los países productores. Sin embargo, a pesar de sus beneficios, existen preocupaciones por los impactos ambientales y sociales que puede generar su producción y distribución. La teoría de decisión multi-criterio se ha utilizado en los últimos años como marco para integrar los diferentes objetivos en la toma de decisiones en las cadenas de suministro de biocombustibles. El propósito de este artículo es presentar una revisión de los conceptos y métodos principales de la optimización multiobjetivo, así como la aplicación de éstos en el diseño y planificación de cadenas de suministro de biocombustibles. El estudio muestra que el costo es el objetivo económico más frecuente, las emisiones de efecto invernadero son el objetivo ambiental más utilizado y el número de empleos creados es el criterio social más considerado y se dejan de lado aspectos relevantes como la seguridad alimentaria.

Biofuel production has had constant growth in recent years and is expected it keeps growing in the medium and long term, mainly driven by the environmental benefits they could bring compared to fossil fuel, such as the reduction of greenhouse gas emissions, positive energy balance and economic development for producer countries. However, despite its benefits, there are concerns about the environmental and social impacts that its production and distribution may generate. The multi-objective or multi-criteria decision theory has been used in recent years as a framework for integrating the various objectives in decision-making on biofuel supply chains. This article aims to present a review of the main concepts and multi-objective optimization methods as well as their application in the design and planning of biofuel supply chains. The study shows that cost is the most frequent economic objective, greenhouse emissions are the most frequently used environmental objective and the number of created jobs is the most considered social criterion, leaving out important aspects such as food safety.

Segmentación y conteo de las líneas de la nariz del feto en imágenes ecográficas de las 11-13⁺⁶ semanas de gestación

Este documento presenta un método para la segmentación de la nariz y el posterior conteo de las líneas correspondientes a la piel, el hueso nasal y la punta de la nariz en imágenes de ultrasonido fetales 2D del primer trimestre de gestación, de 11 a 13 semanas y 6 días (11-13+6 semanas). La presencia de las tres líneas del área nasal es una de las características que debe cumplir el feto en la ecografía para garantizar la confiabilidad de la medición del grosor translucencia nucal. Dicha medición se emplea para identificar la posible existencia de síndromes o anomalías cromosómicas. El método se aplica a la región correspondiente al corte sagital medio de la cabeza donde se han resaltado las regiones con mayor intensidad. La segmentación es jerárquica: primero, se identifica la región de la nariz a través de máximos regionales y alta excentricidad; posteriormente las líneas ya mencionadas son extraídas con agrupamiento basado en K- medias y morfología matemática. Dada la incertidumbre entre las imágenes con respecto a posición fetal, resolución, nivel de ruido y rango dinámico, los resultados obtenidos van desde casos en los que no se encuentra la región de interés, hasta otros en los que son claramente identificables las líneas.

This document introduces a method for nasal segmentation and the subsequent counting of lines corresponding to the skin, nasal bone and the tip of the nose in 2D fetal ultrasound images of the first gestational trimester from 11 to 13 weeks and 6 days (11- 13+6 weeks). Presence of the three lines in the nasal region is one of the features that should have the fetus on ultrasound image to ensure the reliability of the measurement of fetal nuchal translucency thickness; this measurement is used to identify the possible existence of syndromes or chromosomal abnormalities. The method is applied to the mid-sagittal head plane where the hyperintense regions have been identified. The segmentation is hierarchical: first, the nose is identified by the combination of a regional maxima and high eccentricity detection algorithms; then the aforementioned lines are identified using K-means clustering and mathematical morphology. Because of uncertainty between images with respect to fetal position, resolution, noise and dynamic range, the results ranging from cases in which the region of interest is not found, to those where the lines are clearly identifiable.

Aplicación móvil de realidad aumentada para la enseñanza de la clasificación de los seres vivos a niños de tercer grado

Las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) han tenido un gran impacto en los últimos años en el aula de clase, obteniendo resultados prometedores en el apoyo al proceso educativo. Lo anterior hace indispensable crear herramientas innovadoras que fortalezcan los procesos de enseñanza y aprendizaje de los estudiantes, además de motivarlos a usar estas tecnologías tanto fuera como dentro del aula. En este artículo se presenta el desarrollo de una herramienta de este tipo, en donde se incorporan mecanismos de Realidad Aumentada (RA) en la enseñanza de temas biológicos en niños de tercer grado de primaria, y adicionalmente se plantea el modelo de evaluación que se utilizará para medir el impacto del software.

The Information and Communication Technologies (ICT) have had an important development in recent years with promising results in supporting learning processes in the classroom . For this reason, it is important to create innovative tools to motivate teachers and students to use these kind of technologies both inside and outside the classroom. This paper describes the development of a tool in this direction, aimed at helping students of third grade of primary school in learning classification of living beings aided with Augmented Reality (AR) techniques. Additionally an evaluation model is proposed to measure the impact of the software.

Pasarela para usar transmisores HART desde una red DeviceNet

Este artículo demuestra la viabilidad de compatibilizar dos protocolos industriales con características muy diferentes, mediante la implementación de una interfaz hardwaresoftware. HART es un protocolo de muy baja velocidad que usa el paradigma maestroesclavo,no orientado a la conexión y con un conjunto de comandos definidos, mientras que DeviceNet tiene una velocidad al menos 100 veces superior, que funciona con el modelo productor-consumidor, es orientado a la conexión y no utiliza comandos sino objetos. El desarrollo se soporta en un sistema embebido TINI (Tiny InterNet Interface), programable en Java. La pasarela (gateway) actúa como esclavo de una red DeviceNet y como maestro de una red HART. Este novedoso equipo puede ser empleado para incluir equipos HART en procesos de manufactura que requieran pocas variables continuas.

This paper demonstrates the feasibility of harmonizing two industrial protocols with very different characteristics, through the implementation of a hardware-software interface. HART is a very low speed protocol that operates with master-slave paradigm, connectionless oriented and with a defined set of commands, while DeviceNet is at least 100 times faster, works with the producer-consumer model, is connection-oriented and does not use commands but objects. The development is supported on the TINI (Tiny InterNet Interface) embedded system, which is Java programmable. The gateway acts as a slave on a DeviceNet network and as master of a HART network. This innovative equipment can be used to include HART devices in manufacture processes requiring few continuous variables.

Una aproximación híbrida de generación de columnas y agrupación para resolver el problema de ruteo de buses escolares con ventanas de tiempo

This paper attempts to solve the School Bus Routing Problem with Time Windows that consists of finding the best set of routes to pick up students distributed geographically with constraints as capacity, time windows and maximum travel time. We formulated the problem as a classic Vehicle Routing Problem with Time Windows and solved it using an approach based on a clustering algorithm and column generation method. A real world case from a school in Bogotá, Colombia is presented including 600 students to pick up in near 400 nodes located in urban and rural areas. The obtained results demonstrate a reduction as the problem's complexity and an improvement on the performance measures of the proposed method.

Este artículo intenta resolver el problema de ruteo de buses escolares con ventanas de tiempo el cual consiste en encontrar el mejor conjunto de rutas para recoger estudiantes geográficamente distribuidos con restricciones de ventanas de tiempo. El problema es formulado como un clásico problema de ruteo de vehículos con ventanas de tiempo y resuelto una aproximación basada en agrupación y generación de columnas. Se presenta un casode aplicación real en un colegio de Bogotá, Colombia con 600 estudiantes y 400 nodos localizados en área urbana y rural. Los resultados obtenidos muestran como la complejidad del problema es reducida y se mejoran las medidas de desempeño.

Acerca del principio de extensión para problemas LP con parámetros difusos Tipo-2 de Intervalo

A special kind of Linear Programming (LP) problems involve linguistic uncertainty that can be represented by Interval Type-2 Fuzzy numbers using the extension principle for fuzzy sets. This principle has been widely used in decision making, computation of a function of fuzzy sets, fuzzy optimization, etc, so this paper focuses to clarify some aspects about its use in LPs with interval Type-2 fuzzy technological parameters.

Una familia especial de problemas de programación lineal (LP) incluyen incertidumbre lingüística que puede ser representada a través de números difusos Tipo-2 de intervalo que a su vez se operacionalizan a través del principio de extensión. Este principio ha sido ampliamente utilizado en toma de decisiones, cómputo de funciones de conjuntos difusos, optimización difusa, etc, por lo que en este artículo hacemos algunas claridades acerca de su aplicación en problemas LP con coeficientes tecnológicos definidos como números difusos Tipo-2 de intervalo.

Evaluación de políticas de protección en el sector papicultor mediante sistemas dinámicos: caso Villapinzón (Cundinamarca)

El sistema de producción de papa es una actividad económica de gran relevancia en zonas frías de la Región Andina (Suramérica). En Colombia, se constituye en la principal actividad agrícola de clima frío, caracterizada por una producción predominantemente campesina, con escasa infraestructura tecnológica y escaso nivel de gestión agroempresarial, con elevados costos y cuya rentabilidad depende de precios de mercado altamente fluctuantes. En el presente artículo se utiliza el enfoque de sistemas dinámicos para modelar el contexto de dicho sistema productivo. En el documento se evalúa el impacto de las políticas de protección del sector papicultor en el municipio de Villapinzón, Cundinamarca (municipio de mayor área sembrada en Colombia), mediante el desarrollo de un modelo de análisis estructurado que permite analizar los indicadores de desempeño del sistema. De esta manera se comparan los escenarios actuales, los propuestos por el gobierno y los del enfoque de sistemas dinámicos, y se encuentra que estos últimos son una opción de mejora para los agricultores del sector papicultor.

The potato production system is an economic activity of great importance in cold areas of the Andina Region (South America). In Colombia it is the main agricultural activity of peasant farmers in cold weather regions, carried out with little technological infrastructure and limited level of agriculture business management, whose production is incurring in soaring costs and whose profitability is highly-dependent on fluctuating market prices. In this paper the dynamical systems approach is used to model the context of the production system. The impact of current government protection policies to potato grower sector compared to the proposed policies obtained from the dynamical systems analysis are evaluated, with a particular attention to the town of Villapinzón, in the Cundinamarca county (the largest municipality in Colombia with potato crops). It is shown that the proposed policies contribute to improving the financial earnings of the peasant farmers. For this purpose a model of structured analysis to measure the impact of these policies on the performance indicators of the system is developed and described.