Métodos de resolución de problemas: Aplicación al diseño de sistemas inteligentes

Dos aspectos destacan entre los resultados más interesantes de la investigación en la década de los 90 en el campo de la ingeniería del conocimiento. Por un lado, se ha profundizado en el conocimiento sobre cómo las personas resuelven problemas. Esto se ha logrado por la vía empírica mediante un trabajo científico de observación, experimentación por medios computacionales y generalización. Como resultado de esta línea, actualmente se dispone de un primer conjunto de modelos formales, los llamados problem-solving methods (PSM), muy útiles en el campo de la ingeniería informática como plantillas de diseño que guían la construcción de nuevos sistemas. Por otro lado, como logro adicional en este campo de investigación, se ha creado un nuevo lenguaje descriptivo como complemento a las formas de representación tradicionales. Dicho lenguaje, que ha sido aceptado por un amplio número de autores, se sitúa en un mayor nivel de abstracción y permite la formulación de arquitecturas más complejas de sistemas basados en el conocimiento. Como autores que más han contribuido en este aspecto se pueden citar: Luc Steels que propuso los denominados componentes de la experiencia como forma de unificación de trabajos previos en este campo, Bob Wielinga, Guus Schreiber y Jost Breuker en el campo de metodologías de ingeniería del conocimiento y el equipo de Mark Musen respecto a herramientas. Dicho lenguaje descriptivo ha supuesto además el planteamiento de una nueva generación de herramientas software de ayuda a los técnicos desarrolladores para construcción de este tipo de sistemas. El propósito principal del presente texto es servir de base como fuente de información de ambos aspectos recientes del campo de la ingeniería del conocimiento. El texto está dirigido a profesionales y estudiantes del campo de la informática que conocen técnicas básicas tradicionales de representación del conocimiento. La redacción del presente texto se ha orientado en primer lugar para recopilar y uniformizar la descripción de métodos existentes en la literatura de ingeniería de conocimiento. Se ha elegido un conjunto de métodos representativo en este campo que no cubre la totalidad de los métodos existentes pero sí los más conocidos y utilizados en ingeniería del conocimiento, presentando una descripción detallada de carácter tanto teórico como práctico. El texto describe cada método utilizando una notación común a todos ellos, parcialmente basada en los estándares descriptivos seguidos por las metodologías más extendidas. Para cada método se incluyen algoritmos definidos de forma expresa para el presente texto con ejemplos detallados de operación. Ambos aspectos, la uniformización junto a la presentación detallada de la operación, suponen una novedad interesante respecto al estado actual de la literatura sobre este campo, lo que hace el texto muy adecuado para ser utilizado como libro de consulta como apoyo en la docencia de la asignatura de construcción de sistemas inteligentes.

Estudio y diseño de sistemas para el acondicionamiento acústico

La acústica arquitectónica es la rama de la acústica que se dedica al estudio y control del campo sonoro en espacios destinados a la música y la palabra. Esta ciencia tiene la finalidad de recrear las mejores condiciones de escucha en una sala. Las cualidades acústicas que debe tener un espacio varían en función de diversos factores, como el tipo de señal reproducida, la actividad que se va a desarrollar en la sala o incluso los gustos, preferencias y costumbres del público. El acondicionamiento acústico es el proceso destinado a imprimir ese carácter acústico a la sala por medio de materiales y sistemas con propiedades absorbentes y difusoras. El trabajo está dedicado íntegramente al estudio de sistemas absorbentes y difusores para el acondicionamiento acústico de salas y pretende ser una guía para el diseño creativo de este tipo de sistemas. El trabajo incluye una parte teórica, en la que se desarrollan los conceptos sobre acústica de salas, absorbentes y difusores; y otra práctica, que incluye el diseño de un sistema acústico mixto absorbente-difusor, las correspondientes medidas de absorción y difusión y las simulaciones. Para estas últimas se emplean tanto modelos teóricos como software de predicción del campo sonoro por elementos de contorno (BEM). ABSTRACT. Architectural acoustics is the branch of acoustics that studies the sound field and his control in spaces devoted to music and speech. This science is aimed at reproducing the best listening conditions in a room. The acoustic qualities a enclosure must have vary depending upon several factors, as type of reproduced signal, the kind of activity in the room or even the preferences and customs of audience. Acoustic conditioning is the process that seeks to impress that acoustic character to the room by means of materials and devices with absorbent and diffusion properties. The monograph is entirely aimed at studying absorbent and diffusing devices for acoustic room conditioning and tries to be a guide for creative design of this type of devices. This monograph contains part of theory, which develops the concepts about room acoustics, absorbers and diffusers; and an experimental part, which includes the design of an hybrid absorber-diffuser acoustic device, the corresponding measures of absorption and diffusion and the simulations. For the last are used theoretical models and boundary elements (BEM) software for sound field prediction.

Especificaciones eMathTeacher, creación del Modelo Granular Lingüístico de la evaluación del aprendizaje humano, y diseño de sistemas que implementan estos conceptos

El concepto de algoritmo es básico en informática, por lo que es crucial que los alumnos profundicen en él desde el inicio de su formación. Por tanto, contar con una herramienta que guíe a los estudiantes en su aprendizaje puede suponer una gran ayuda en su formación. La mayoría de los autores coinciden en que, para determinar la eficacia de una herramienta de visualización de algoritmos, es esencial cómo se utiliza. Así, los estudiantes que participan activamente en la visualización superan claramente a los que la contemplan de forma pasiva. Por ello, pensamos que uno de los mejores ejercicios para un alumno consiste en simular la ejecución del algoritmo que desea aprender mediante el uso de una herramienta de visualización, i. e. consiste en realizar una simulación visual de dicho algoritmo. La primera parte de esta tesis presenta los resultados de una profunda investigación sobre las características que debe reunir una herramienta de ayuda al aprendizaje de algoritmos y conceptos matemáticos para optimizar su efectividad: el conjunto de especificaciones eMathTeacher, además de un entorno de aprendizaje que integra herramientas que las cumplen: GRAPHs. Hemos estudiado cuáles son las cualidades esenciales para potenciar la eficacia de un sistema e-learning de este tipo. Esto nos ha llevado a la definición del concepto eMathTeacher, que se ha materializado en el conjunto de especificaciones eMathTeacher. Una herramienta e-learning cumple las especificaciones eMathTeacher si actúa como un profesor virtual de matemáticas, i. e. si es una herramienta de autoevaluación que ayuda a los alumnos a aprender de forma activa y autónoma conceptos o algoritmos matemáticos, corrigiendo sus errores y proporcionando pistas para encontrar la respuesta correcta, pero sin dársela explícitamente. En estas herramientas, la simulación del algoritmo no continúa hasta que el usuario introduce la respuesta correcta. Para poder reunir en un único entorno una colección de herramientas que cumplan las especificaciones eMathTeacher hemos creado GRAPHs, un entorno ampliable, basado en simulación visual, diseñado para el aprendizaje activo e independiente de los algoritmos de grafos y creado para que en él se integren simuladores de diferentes algoritmos. Además de las opciones de creación y edición del grafo y la visualización de los cambios producidos en él durante la simulación, el entorno incluye corrección paso a paso, animación del pseudocódigo del algoritmo, preguntas emergentes, manejo de las estructuras de datos del algoritmo y creación de un log de interacción en XML. Otro problema que nos planteamos en este trabajo, por su importancia en el proceso de aprendizaje, es el de la evaluación formativa. El uso de ciertos entornos e-learning genera gran cantidad de datos que deben ser interpretados para llegar a una evaluación que no se limite a un recuento de errores. Esto incluye el establecimiento de relaciones entre los datos disponibles y la generación de descripciones lingüísticas que informen al alumno sobre la evolución de su aprendizaje. Hasta ahora sólo un experto humano era capaz de hacer este tipo de evaluación. Nuestro objetivo ha sido crear un modelo computacional que simule el razonamiento del profesor y genere un informe sobre la evolución del aprendizaje que especifique el nivel de logro de cada uno de los objetivos definidos por el profesor. Como resultado del trabajo realizado, la segunda parte de esta tesis presenta el modelo granular lingüístico de la evaluación del aprendizaje, capaz de modelizar la evaluación y generar automáticamente informes de evaluación formativa. Este modelo es una particularización del modelo granular lingüístico de un fenómeno (GLMP), en cuyo desarrollo y formalización colaboramos, basado en la lógica borrosa y en la teoría computacional de las percepciones. Esta técnica, que utiliza sistemas de inferencia basados en reglas lingüísticas y es capaz de implementar criterios de evaluación complejos, se ha aplicado a dos casos: la evaluación, basada en criterios, de logs de interacción generados por GRAPHs y de cuestionarios de Moodle. Como consecuencia, se han implementado, probado y utilizado en el aula sistemas expertos que evalúan ambos tipos de ejercicios. Además de la calificación numérica, los sistemas generan informes de evaluación, en lenguaje natural, sobre los niveles de competencia alcanzados, usando sólo datos objetivos de respuestas correctas e incorrectas. Además, se han desarrollado dos aplicaciones capaces de ser configuradas para implementar los sistemas expertos mencionados. Una procesa los archivos producidos por GRAPHs y la otra, integrable en Moodle, evalúa basándose en los resultados de los cuestionarios. ABSTRACT The concept of algorithm is one of the core subjects in computer science. It is extremely important, then, for students to get a good grasp of this concept from the very start of their training. In this respect, having a tool that helps and shepherds students through the process of learning this concept can make a huge difference to their instruction. Much has been written about how helpful algorithm visualization tools can be. Most authors agree that the most important part of the learning process is how students use the visualization tool. Learners who are actively involved in visualization consistently outperform other learners who view the algorithms passively. Therefore we think that one of the best exercises to learn an algorithm is for the user to simulate the algorithm execution while using a visualization tool, thus performing a visual algorithm simulation. The first part of this thesis presents the eMathTeacher set of requirements together with an eMathTeacher-compliant tool called GRAPHs. For some years, we have been developing a theory about what the key features of an effective e-learning system for teaching mathematical concepts and algorithms are. This led to the definition of eMathTeacher concept, which has materialized in the eMathTeacher set of requirements. An e-learning tool is eMathTeacher compliant if it works as a virtual math trainer. In other words, it has to be an on-line self-assessment tool that helps students to actively and autonomously learn math concepts or algorithms, correcting their mistakes and providing them with clues to find the right answer. In an eMathTeacher-compliant tool, algorithm simulation does not continue until the user enters the correct answer. GRAPHs is an extendible environment designed for active and independent visual simulation-based learning of graph algorithms, set up to integrate tools to help the user simulate the execution of different algorithms. Apart from the options of creating and editing the graph, and visualizing the changes made to the graph during simulation, the environment also includes step-by-step correction, algorithm pseudo-code animation, pop-up questions, data structure handling and XML-based interaction log creation features. On the other hand, assessment is a key part of any learning process. Through the use of e-learning environments huge amounts of data can be output about this process. Nevertheless, this information has to be interpreted and represented in a practical way to arrive at a sound assessment that is not confined to merely counting mistakes. This includes establishing relationships between the available data and also providing instructive linguistic descriptions about learning evolution. Additionally, formative assessment should specify the level of attainment of the learning goals defined by the instructor. Till now, only human experts were capable of making such assessments. While facing this problem, our goal has been to create a computational model that simulates the instructor’s reasoning and generates an enlightening learning evolution report in natural language. The second part of this thesis presents the granular linguistic model of learning assessment to model the assessment of the learning process and implement the automated generation of a formative assessment report. The model is a particularization of the granular linguistic model of a phenomenon (GLMP) paradigm, based on fuzzy logic and the computational theory of perceptions, to the assessment phenomenon. This technique, useful for implementing complex assessment criteria using inference systems based on linguistic rules, has been applied to two particular cases: the assessment of the interaction logs generated by GRAPHs and the criterion-based assessment of Moodle quizzes. As a consequence, several expert systems to assess different algorithm simulations and Moodle quizzes have been implemented, tested and used in the classroom. Apart from the grade, the designed expert systems also generate natural language progress reports on the achieved proficiency level, based exclusively on the objective data gathered from correct and incorrect responses. In addition, two applications, capable of being configured to implement the expert systems, have been developed. One is geared up to process the files output by GRAPHs and the other one is a Moodle plug-in set up to perform the assessment based on the quizzes results.

Evaluación de los bulbos de humedecimiento con fines de generar datos preliminares para el diseño de sistemas de riego por goteo.

Los sistemas de riego por goteo normalmente mojan sólo una porción del área de suelo a lo cual se le llama: porcentaje de área humedecida. Este valor depende del volumen de agua aplicado, espaciamientos de puntos de emisión y tipo de suelo que se está regando. El porcentaje de área humedecida tiene influencia sobre los parámetros de diseño de un sistema de riego por goteo, tal porcentaje no se ha establecido para cultivos de espaciamientos mayores de 1.8m. Con el estado actual de conocimiento, un objetivo razonable como lo mencionan varios autores (11,13), es por lo menos mojar entre un tercio y un medio del área total correspondiente a una planta. Se utilizó un diseño estadístico completamente al azar en arreglo factorial 3x3 con repeticiones. El total de tratamientos fue de 9, constituidos por la combinación del volumen de agua aplicado (12 lts., 24 lts., y 48 lts.), y la textura (Arenoso- franco, Franco-Arcilloso y Franco). La prueba consistió en aplicar un caudal de 4 LPH en tres tipos (3h, 6h, y 12hh), en las texturas de estudio, que se evaluaron en cajas de madera, después de cada tiempo de aplicación se midió el diámetro del bulbo humedecido a intervalos de 5 cm de profundidad, hasta cubrir el bulbo humedecido. En este sentido, el presente trabajo tiene por objetivo la determinación del número de goteros por planta y volumen de agua aplicado que humedezca del 33% al 50% del área total del sistema de raíces. La determinación de tal porcentaje de humedecimiento contribuirá al desarrollo de la agricultura bajo riego en El Salvador. Entre los resultados obtenidos en este experimento se pueden mencionar la relación que existe entre el diámetro del bulbo humedecido (DC) y el volumen de agua aplicado (V), tal relación puede ser expresada matemáticamente mediante una ecuación de tipo exponencial para cada uno de los suelos analizados. Las ecuaciones que representan la relacion entre Dc y V, son: Arena-franca:Dc = 26.9 (V) °.27 Franca-arcillosa: Dc = 76.4 (V) °.27 Franca:Dc = 29.3 (V) °.38 En relación a lo anterior se concluye lo siguiente: 1.Que el diámetro del bulbo humedecido está íntimamente ligado con el tipo de suelo y el volumen de agua aplicado. 2.Una vez conocido el diámetro de bulbo húmedo y suponiendo un número determinado de goteros se puede estimar el porcentaje de área humedecido. 3.Los diámetros leídos en el campo para determinado suelo están influenciados por el contenido de humedad al momento de realizar la prueba.

Analizar y comparar el lenguaje de alto nivel SystemC frente a los de HDL. aplicación al diseño de sistemas de computo

La complejidad de los sistemas actuales de computación ha obligado a los diseñadores de herramientas CAD/CAE a acondicionar lenguajes de alto nivel, tipo C++, para la descripción y automatización de estructuras algorítmicas a sus correspondientes diseños a nivel físico. Los proyectos a realizar se encuadran dentro de una línea de trabajo consistente en estudiar la programación, funcionamiento de los lenguajes SystemC y SystemVerilog, sus herramientas asociadas y analizar cómo se adecuan a las restricciones temporales y físicas de los componentes (librerías, IP's, macro-celdas, etc) para su directa implementación. En una primera fase, y para este TFG, se estudiarán los componentes que conforman el framework elegido que es SystemC y su inclusión en herramientas de diseño arquitectural. Este conocimiento nos ayudará a entender el funcionamiento y capacidad de dicha herramienta y proceder a su correcto manejo. Analizaremos y estudiaremos unos de los lenguajes de alto nivel de los que hace uso dicha herramienta. Una vez entendido el contexto de aplicación, sus restricciones y sus elementos, diseñaremos una estructura hardware. Una vez que se tenga el diseño, se procederá a su implementación haciendo uso, si es necesario, de simuladores. El proyecto finalizará con una definición de un conjunto de pruebas con el fin de verificar y validar la usabilidad y viabilidad de nuestra estructura hardware propuesta.

Lineamientos en base a normativa técnica contable para la determinación de los requerimientos del diseño de sistemas contables computarizados en la mediana empresa, sector comercio dedicadas a la compra y venta de repuestos automotrices.

A lo largo del tiempo las necesidades de las empresas se vuelven cada vez mayores, la competencia entre ellas busca herramientas y recursos tecnológicos como los sistemas contables computarizados, que proporcionen efectividad, rapidez y confiabilidad, tanto en los procedimientos como en el procesamiento de información, que faciliten la elaboración de reportes oportunos que sirvan para la toma de decisiones importantes en el crecimiento de la empresa. Lo anterior da paso al cuestionamiento del hecho que si los sistemas actuales son los suficientemente útiles para el desarrollo de sus actividades, para ello se realizó un estudio analítico descriptivo, en el cual se utilizó como herramienta de investigación un cuestionario con preguntas abiertas y cerradas, con el objetivo de demostrar la problemática en que vive la empresa y porque el sistema computarizado actual no cumple con las necesidades que estas presentan durante sus operaciones habituales. Se tomó una muestra de 19 empresas medianas dedicadas a la compra y venta de repuestos automotrices, las cuales indicaron que el 17% no satisface las necesidades de información. Considerando lo anterior, el desarrollo de este trabajo de investigación está dedicado al análisis de todas las áreas de la empresa y de todos los aspectos importantes como lo son: el establecimiento de procedimientos o esquematización de los flujos de actividades en todas sus divisiones, tomando en cuenta la participación de los usuarios tanto operativos como analíticos para establecimiento de necesidades concretas, incluyendo en estas análisis de factores económicos, operativos y organizacionales actuales, con el fin de corregir o mejorar dichos factores para que sean compatibles con el cambio de sistemas. Todos los anteriores son solo una parte de los aspectos a considera dentro del análisis previo para establecer los requerimientos ya sea para la compra, desarrollo o mejoramiento del sistema contable computarizado. El fin de la investigación concluyó en que los sistemas que actualmente se utilizan en las medianas empresas de este ramo, son sistemas computarizados que no han sido desarrollados, sino que pertenecen a programas comercializados en el mercado; estos mismos muestran tener una cierta satisfacción para los usuarios, pero que sin embargo se ven en la necesidad de otras herramientas para el procesamiento y presentación de la información. Es por ello que se recomienda que las empresas al desarrollar o adquirir un sistema contable computarizado, deben de incluir en este proceso el análisis de los procedimientos con los que actualmente cuenta; en muchas ocasiones se busca que las empresas se adecuen a los sistemas, cuando lo correcto es que los sistemas se adecuen las operaciones de estas, ya que existen procedimientos adecuados como óptimos para las actividades que generan y que son modificados o desechados con la adquisición de nuevos programas informáticos. Para ello se propone el conocimiento de los procedimientos a través de una herramienta (adecuable) que permite que los generadores y usuarios de la información viertan y aporten conocimientos idóneos para la determinación de requerimientos en la adquisición, desarrollo o mejoramiento de sistemas contables computarizados. Lo anterior se presenta de una forma consecutiva que procede con el conocimiento general de la empresa, el establecimiento de los distintos procedimientos y la valoración de estos, lo cual al final es valorado conjuntamente, aunado a esto se presenta el estudio de distintos factores como lo son técnicos, organizacionales, operacionales y económicos; estos últimos deben de ser considerados como parte fundamental de todo análisis. La bondad de este método es que puede ser diseñado y acoplado para los distintos tipos de empresas sin importar el tamaño de estas, dejando muestras claras de las aportaciones brindadas por cada una de las partes relacionadas y a su vez deja el rastro suficiente para observar el desarrollo en la toma de decisiones con respecto al desarrollo o adquisición de programas contables computarizados.

Diseño de un puesto de trabajo para eliminar riesgos de enfermedades en los empleados del ICONTEC

66 p.

Diseño de sistemas de orientación espacial: Wayfinding

La intervención del diseño en los procesos de orientación se produce desarrollando recursos y sistemas de información espacial, de intencionalidad comunicativa para orientar y direccionar a las personas en los entornos arquitectónicos, urbanos y naturales. Esa intervención es secuencial e implica, por una parte, tareas documentales y analíticas y, por otras, acciones coordinadas y sistemáticas de diseño. El modelo conceptual aquí desarrollado pretende articular elementos básicos del proceso y diseño wayfinding, situándolos en el “Diseño para Todos”. En ese contexto, PERSONA y MEDIO son los puntos de partida que el diseño wayfindig trata de cohesionar para que la interrelación entre ambos resulte positiva, es decir, eliminando o limitando los posibles conflictos existentes en esa relación.

Aportación metodológica para el diseño de sistemas de aislamientode base para estructuras de soporte de maquinaria rotatoria

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Ingeniería Estructural) UANL

Ambiente computacional para simulación, análisis y diseño de sistemas de control automático

Tesis (Maestro en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica con Especialidad en Control) UANL, 1998.

Diseño de sistemas digitales con lógica programable

Tesis (Maestro en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica con Especialidad en Control) U.A.N.L.

Diseño de sistemas moleculares : síntesis, caracterización estructural y estudio de propiedades fotoluminiscentes de complejos derivados de ligandos tipo polioxaaza con lantánidos.

Tesis (Doctor en Ciencias con Orientación en Química de los Materiales) UANL, 2013

Nuevos retos para el diseño de sistemas de aprendizaje.

Resumen tomado de la publicación

Diseño de metodologías de trabajo para la atención de personas plurideficientes gravemente afectadas.

El proyecto desarrolla actividades en el ámbito de la atención a la diversidad. Surgió de la necesidad de continuar el presentado el curso 2000-01, 'Estudio de las características de los alumnos/as plurideficientes gravemente afectadas', que como consecuencia de la envergadura del mismo llevó a hacer un planteamiento en varias fases. En la primera se pretendía, como paso previo e imprescindible, hacer una investigación empírica de la población a estudio y de la documentación, bibliografía, metodología, recursos, existentes en la actualidad sobre el tema. En la segunda fase, a través de una observación sistemática, recogida de datos de los educandos de ASPACE con éstas características que atienden en la actualidad. En la tercera, tras analizar los datos recogidos y sacar las conclusiones correspondientes, se trata de avanzar en el diseño de instrumentos estandarizados y metodologías de trabajo. Siempre sin perder de vista la finalidad del proyecto que es profundizar y mejorar en la calidad de la atención dispensada a las personas con parálisis cerebral y alteraciones afines con plurideficiencias profundas. En el presente proyecto se ha hecho un análisis exhaustivo de los DATOS obtenidos en los protocolos de observación sistemática, buscando una reflexión más profunda de la información recogida en ellos, ya que con anterioridad lo que se había llevado a cabo era un análisis por categorías. Por último mencionar que el fin de los autores del mismo ha sido el de crear unas condiciones lo más óptimas posibles que conlleven consigo un mejor aprendizaje. Las dificultades con las que se han encontrado sirven de acicate para mejorar las condiciones, recursos y metodologías del alumno/a plurideficiente.

Análisis y diseño de sistemas en organización escolar.

Pretende ofrecer una técnica operativa, al profesional que debe enfrentarse con la realidad de una institución, centro, sistema educativo como directivo, organizador o supervisor. Asímismo, pretende hallar, presentar un método eficaz de análisis de sistemas educativos cuyos resultados den normativas opcionales eficientes para diseñar de nuevo en función real de los objetivos o necesidades que fueran aceptados por la dirección. Métodos de análisis de sistemas educativos. La investigación trabaja la teoría de sistemas, la cibernética, la teoría de modelos, la investigación operativa y la organización empresarial, todo como base para sintetizar los fundamentos de la tesis. Seguidamente, trata aspectos relacionados con la heurística, la tecnología y la organización. Todo esto para analizar y finalmente, concretar algunas metodologías en relación a la organización. Con esta tesis se ha establecido un Sistema de Análisis y Diseño de Sistemas, nuevo, facilitador de nuevas investigaciones, orientador para los profesionales en funciones directivas, y finalmente útil para la formación de los futuros conductores de las reformas educativas que deban producirse para adaptar la escuela a las exigencias de los tiempos venideros.