Disseny i implementació d'una etapa d'acondicionament per a mesures de conductivitat realitzades amb un microscopi de forces atòmiques

En aquest treball, s’ha dissenyat un mòdul d’acondicionament a fi de millorar les mesures de conductivitat realitzades amb un AFM (Microscopi de Forces Atòmiques). L’equip actual disposa d’un preamplificador de baix soroll amb un guany de 10 10V/A. Donat que els corrents que es pretenen mesurar són extremadament petits (~pA), s’ha dissenyat un filtre per eliminar diferents fonts de soroll, com ara el soroll que introdueix la xarxa elèctrica a 50Hz. Es pretén reduir aquesta component freqüencial un factor mínim de 10 (20dB). També s’ha afegit un filtre passa baixos per eliminar els soroll que es troba fora de l’amplada de banda del preamplificador. S’ha introduït una etapa d’amplificació de guany variable: 1, 10 i 100 per augmentar la flexibilitat de l’equip i finalment també s’ha dissenyat una etapa per eliminar la tensió d’offset d’aquest amplificador. L’abast del treball anirà des del disseny fins la implementació final sobre una placa PCB.

Fitxers de microdades a la Biblioteca de la UPF

Experiència sobre la identificació, la compilació i la posada a disposició dels usuaris dels recursos estadístics de temàtica social i econòmica utilitzats pels investigadors de la UPF. Es va fer un estudi d'identificació dels recursos utilitzats, de la seva procedència i de la font de finançament. Davant dels resultats es van iniciar dues línies d'actuació segons si les dades estadístiques eren d'accés lliure o de consulta restringida. Pel que fa als fitxers d'accés lliure, es va procedir a la instal·lació, conjuntament amb el Servei d’informàtica, dels fitxers en un servidor i possibilitar-ne l’accessibilitat a través de la xarxa UPF, es va elaborar una guia de desenvolupament de la col·lecció per aquests materials, per tal d’equilibrar el fons i respondre a les necessitats dels usuaris i es van fer diverses accions per millorar la recuperació del material a través del web i del catàleg de la Biblioteca. Pel que fa a les microdades van ser tractades apart tenint en compte les característiques especials d’aquest material, protegit per les lleis de protecció de dades personals. Es va crear una xarxa interna amb un sistema d’accés i control d’usuaris molt estricte, amb la col·laboració del Servei d’Informàtica, es va elaborar un circuit d'adquisició (amb negociacions amb les agències productores per signar llicències institucionals) i gestió interna dels materials. En conclusió: la Biblioteca, amb un actitud proactiva, es va anticipar a les necessitats dels investigadors i va donar-los resposta, tot va millorant la gestió i l'accessibilitat d'uns recursos -fitxers estadístics- tradicionalment molt restringits i racionalitzant processos i circuits.

A numerical solver for a nonlinear Fokker-Planck equation representation of neuronal network dynamics

To describe the collective behavior of large ensembles of neurons in neuronal network, a kinetic theory description was developed in [13, 12], where a macroscopic representation of the network dynamics was directly derived from the microscopic dynamics of individual neurons, which are modeled by conductance-based, linear, integrate-and-fire point neurons. A diffusion approximation then led to a nonlinear Fokker-Planck equation for the probability density function of neuronal membrane potentials and synaptic conductances. In this work, we propose a deterministic numerical scheme for a Fokker-Planck model of an excitatory-only network. Our numerical solver allows us to obtain the time evolution of probability distribution functions, and thus, the evolution of all possible macroscopic quantities that are given by suitable moments of the probability density function. We show that this deterministic scheme is capable of capturing the bistability of stationary states observed in Monte Carlo simulations. Moreover, the transient behavior of the firing rates computed from the Fokker-Planck equation is analyzed in this bistable situation, where a bifurcation scenario, of asynchronous convergence towards stationary states, periodic synchronous solutions or damped oscillatory convergence towards stationary states, can be uncovered by increasing the strength of the excitatory coupling. Finally, the computation of moments of the probability distribution allows us to validate the applicability of a moment closure assumption used in [13] to further simplify the kinetic theory.

Estudi dinàmic i manipulació de fluxos en monocapes de Langmuir de molècules fotosensibles

Durant el període de gaudiment de la beca, des del dia 9 de març del 2007 fins el dia 8 de març del 2010, s’han dut a terme diferents tipus d’experiments amb sistemes bidimensionals com són les monocapes de Langmuir. Inicialment es va començar per l’estudi i la caracterització d’aquests sistemes experimentals, tant en repòs com en dinàmic, com és l’estudi de la reposta col•lectiva molecular de dominis d’un azoderivat fotosensible al rotar el pla de polarització mentre es mante sota il•luminació constant i els estudis de sistemes bidimensionals al collapse que es poden relacionar a les propietats viscoplàstiques dels sòlids. Una altra via d’estudi és la reologia d’aquests sistemes bidimensionals quan flueixen a través de canals. Arrel del sistema experimental més simple, una monocapa fluint per un canal, s’ha observat i estudiat l’efecte coll d’ampolla. Un cop assolit i estudiat el sistema més senzill, s’han aplicat tècniques més complexes de fabricació per fotolitografia per fer fluir monocapes de Langmuir per circuits on hi ha un gran contrast de mullat. Un cop aquests circuits es van implementar satisfactòriament en un sistema pel control de fluxos bidimensionals, es posen de manifest les possibles aplicacions futures d’aquests sistemes per l’estudi i el desenvolupament de la microfluídica bidimensional.

Diseño y desarrollo de un equipo de caracterización de ISFET para la medida de analitos iónicos

En este proyecto se desarrolla una unidad de medida para investigar la cuantificación de la concentración de analitos iónicos en análisis clínico mediante sensores ISFET. Para su desarrollo se precisa de un elemento que simule el comportamiento de un ISFET por lo que también se desarrolla un simulador de ISFET. Para realizar la unidad de medida se diseñan unos circuitos SMU que permiten polarizar en tensión y medir la corriente de cada terminal de un ISFET y del electrodo de referencia que actúa de puerta. El simulador se realiza con un MOSFET de la misma geometría que el ISFET y dos generadores de tensión programables. Desarrollados y validados los circuitos correspondientes, obtenemos unos excelentes resultados en el simulador que se revela de gran utilidad para la puesta en marcha de la unidad de medida, la cual ofrece unos resultados bastante buenos, si bien se aprecian ciertas corrientes de fuga que no permiten alcanzar toda la exactitud que se pretendía. Ello es debido a los circuitos impresos que deberán ser mejorados hasta conseguir la exactitud deseada. Sin embargo pueden darse por válidos los circuitos de medida diseñados.

Desfasador de dos estats

El projecte es basa en el disseny i la fabricació d’un circuit desfasador, amb una entrada i una sortida, que commuta entre dos estats, un estat amb desfasament de 180º i l’altre sense desfasament. El circuit es dissenya amb microstrip,per una fc=5GHz. S’intenten obtenir les millors característiques per aquest disseny, és a dir, bon ample de banda i pèrdues per inserció baixes, acompanyat d’una bona resposta en les relacions de magnitud i fase. Es segueixen diferents etapes de disseny, on es comença per un model simple i s’avança en complexitat, afegint els nous components que acabaran conformant el circuit final. Després del disseny es passa a la fabricació del circuit, per veure el seu funcionament real. La memòria recull i ordena la informació obtinguda a través d’aquest procés, intentant mostrar-la de manera clara, per tal de seguir el procés de disseny realitzat, i així poder interpretar els resultats obtinguts. L’objectiu final és veure com es comporta el circuit dissenyat i definir les pautes a seguir per millorar-lo en un futur.

Design of Novel Frequency Generation Circuit with Application to Ultra-Wideband Distributed Oscillators

Given the urgence of a new paradigm in wireless digital trasmission which should allow for higher bit rate, lower latency and tigher delay constaints, it has been proposed to investigate the fundamental building blocks that at the circuital/device level, will boost the change towards a more efficient network architecture, with high capacity, higher bandwidth and a more satisfactory end user experience. At the core of each transciever, there are inherently analog devices capable of providing the carrier signal, the oscillators. It is strongly believed that many limitations in today's communication protocols, could be relieved by permitting high carrier frequency radio transmission, and having some degree of reconfigurability. This led us to studying distributed oscillator architectures which work in the microwave range and possess wideband tuning capability. As microvave oscillators are essentially nonlinear devices, a full nonlinear analyis, synthesis, and optimization had to be considered for their implementation. Consequently, all the most used nonlinear numerical techniques in commercial EDA software had been reviewed. An application of all the aforementioned techniques has been shown, considering a systems of three coupled oscillator ("triple push" oscillator) in which the stability of the various oscillating modes has been studied. Provided that a certain phase distribution is maintained among the oscillating elements, this topology permits a rise in the output power of the third harmonic; nevertheless due to circuit simmetry, "unwanted" oscillating modes coexist with the intenteded one. Starting with the necessary background on distributed amplification and distributed oscillator theory, the design of a four stage reverse mode distributed voltage controlled oscillator (DVCO) using lumped elments has been presented. All the design steps have been reported and for the first time a method for an optimized design with reduced variations in the output power has been presented. Ongoing work is devoted to model a wideband DVCO and to implement a frequency divider.

Influence of the in vivo deregulation of the expression of ntrk3 (trkc) on cortical development of a murine model of panic/anxiety disorder

Alteracions durant el desenvolupament cerebral produirien canvis en la connectivitat neuronal i la bioquímica cel•lular que podrien resultar en una disfunció cognitiva i/o emocional, desembocant a trastorns psiquiàtrics. Les neurotrofines intervenen en els processos del neurodesenvolupament i en la funcionalitat del cervell adult i, conseqüentment, serien bons candidats com a factors de predisposició en diverses malalties mentals. S’ha suggerit la implicació del receptor de la neurotrofina 3, TrkC, en el trastorn de pànic. Nosaltres proposem que la sobreexpressió del gen NTRK3 (TrkC) és un mediador comú dels desencadenants genètics i ambientals d’aquest trastorn. Concretament, la seva desregulació podria produir canvis estructurals i funcionals a l’escorça cerebral dels pacients pel seu paper durant l’establiment dels circuïts corticals i la neuroplasticitat a l’adult, probablement esdevenint elements de predisposició a patir atacs de pànic. Els objectius principals d’aquest treball han estat: 1/determinar la contribució específica del gen NTRK3 a les alteracions de l’escorça cerebral observades en pacients, utilitzant un model murí modificat genèticament (TgNTRK3), i 2/analitzar l’impacte específic de la sobreexpressió de NTRK3 sobre la corticogènesi durant estadis embrionaris o postnatals estudiant la neurogènesi i la neuritogènesi. Els resultats indiquen que la sobreexpressió de NTRK3 als ratolins produeix una reducció del gruix de l’escorça frontal, recapitulant la hipofrontalitat dels pacients, que comportaria una menor inhibició dels nuclis subcorticals del sistema límbic com l’amígdala, i alteracions citoarquitectòniques a l’escorça prefrontal medial que recolzen la hipòtesi del seu mal funcionament. Tanmateix, els ratolins TgNTRK3 presenten canvis estructurals a l’escorça somatosensorial, suggerint que el processament de la informació sensorial podria estar alterat, el que encara no s’ha explorat en pacients. La sobreexpressió de NTRK3 també afecta la neuritogènesi en cultius primaris corticals i modifica la resposta de les neurones a l’estimulació amb neurotrofines. Per tant, el fenotip cortical adult dels TgNTRK3 podria dependre d’alteracions durant la corticogènesi.

Aplicació web per a la recollida i classificació d'informació en entorns virtuals d'interacció síncrona-xat

Desenvolupament d'una aplicació web per a la recollida i classificació d'informació en entorns virtuals d'interacció síncrona: xat + classificació automàtica de les converses generades + les seves pròpies interaccions en funció d'unes categories existents + fitxers log.

Desenvolupament d'una aplicació web per a la recollida i classificació d'informació en entorns virtuals d'interacció síncrona

Treball final de carrera sobre el desenvolupament d'una aplicació web que comunica de manera síncrona a membres d'un grup i registra les converses generades en un log classificat per categoria.

Emulador de un microcontrolador PIC 16F84 basado en una FPGA

L'objectiu d'aquest projecte és investigar la viabilitat de realització d'emuladors de microcontroladors basats en circuïts electrònics de lògica programable mitjançant un avantprojecte que analitzi les tècniques i eines necessàries.

Sistema electrónico para el control del clima en entornos industriales

Aquest projecte desenvolupa una electrònica de control per al clima en entorns industrials, en resum, gestiona paràmetres comtemperatura i humitat, i posa a disposició sortides que s'activen en funció dels nivells de clima adquirits. Disposa d'un afegit que el diferencia de la resta de controladors, l'opció del mode màxim confort, que automatitza el procés de consignesi actuadors per assolir uns paràmetres climatològic son l'ésser humà es troba en el seu màxim benestar. Consta de diversos circuits, una font d'alimentació de tres sortides(+5V;-5V i+12V), un sensor d'humitat, dos sensors de temperatura tipus Pt100 i un circuit principal. El hardware del circuit principal disposa d'un microcontrolador PIC, un displayLCD de 2x16caràcters, amplificadors operacionals, un bloc per a sortides de relé, comunicació USB, comunicació sèrie i altres elements. Pel que fa al software del PIC, ha estat programat en C permicrocontrolador i com a característiques principals disposa d'un control PWM per aventilador de corrent contínua, escriptura de menú jeràrquic en display a 4bits, lectura de teclat per interrupcions, timers, isubrutina específica per al control del clima.

Desarrollo de una unidad de adquisición y monitorización de datos para un vehículo de automoción

El control de cualquier sistema pasa por una correcta e exhaustiva lectura de losparámetros que lo definen, por ello es básica la lectura de las diferentesvariables físicas que lo componen, en nuestro caso estamos hablando de analizarel funcionamiento de un motor de un vehículo de automoción.La unidad que es objeto de este proyecto realiza una lectura, almacenamiento yposterior monitorización de los datos captados por los principales sensores quecontrolan la gestión del motor de un vehículo de automoción, con objeto depoder analizar las lecturas de los sensores y el funcionamiento del motor tantopor parte de un técnico (mecánico o técnico en automoción) como por parte deun usuario.Para poder realizar estas operaciones se ha diseñado una tarjeta de adquisiciónde datos que incorpora una memoria donde se almacenan y posteriormente sevisualizan con un software en LabVIEWTM conectándola a un PC vía un puertoUSB.

Diseño y fabricación de micro/nanochips para identificación y actuación en células vivas

Este estudio abarca el diseño, desarrollo tecnológico y fabricación, mediante la utilización de tecnologías de Micro y Nanosistemas, de herramientas en el orden de las micras y los nanómetros. Estos dispositivos serán utilizados en el estudio, identificación e interactuación con células vivas, ya que sus pequeñas dimensiones los hacen idóneos para su aplicación en el campo de la Biología Celular. Estas micro y nanoherramientas pueden usarse para el estudio, identificación o actuación de células vivas desde el exterior. Pero también pueden ser microinyectadas, lipofectadas o fagocitadas por parte de la misma célula, y de esta manera hacer estudios o actuar de forma intracelular.