Desarrollo de herramientas de autoevaluación de prácticas de procesado digital de la señal.

El objetivo de este proyecto es desarrollar un conjunto de herramientas de auto aprendizaje y autoevaluación del laboratorio de la asignatura "Procesado Digital de la Señal", perteneciente al plan de grado de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Sistemas de Telecomunicación de la Universidad Politécnica de Madrid. Con ello se pretende de mejorar el rendimiento académico de los alumnos en dicha asignatura y en la materia "Señales y Sistemas" en general. Para la realización de las prácticas se emplea Matlab, de modo que es necesario integrar esta herramienta en el laboratorio con MOODLE, plataforma de e-learning utilizada para la gestión de las asignaturas a nivel docente, para proporcionar material de estudio y programar actividades de aprendizaje y evaluación. Será fundamental el análisis de la integración de Matlab con MOODLE, de modo que en función de los resultados de los alumnos, se les propongan repeticiones de apartados erróneos, revisiones de resultados y otros aspectos, como autoaprendizaje y autoevaluación que permitan la obtención de las competencias y alcanzar los resultados de aprendizaje, y a los profesores que imparten la asignatura, como herramienta para detectar las deficiencias más significativas en la programación y en las metodologías empleadas en la asignatura para corregir las carencias de los alumnos. ABSTRACT: The aim of this project will be the development of self-learning and self- assessment lab tools for the course "Procesado Digital de la Señal" in order to improve student’s performance in that subject and in the matter "Señales y Sistemas " for grades taught at the Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica de Telecomunicación of the Universidad Politécnica de Madrid today. Matlab is used to perform laboratory practices of "Procesado Digital de la Señal “. Matlab is a numerical calculation program. A very powerful tool with a great mathematical processing performance level, so it is necessary to integrate this tool in the laboratory with MOODLE, the current e-learning platform used at the Universidad Politécnica de Madrid for the management of teaching subjects to provide material and to program learning and assessment activities for students. It is therefore essential the analysis of the Matlab integration with Moodle. Thus, depending on the results and grades that students get along the way in the various activities evaluators should conduct, they propose, for example, repetitions of erroneous exercises, reviews of some results and other aspects such as self-learning and self-assessment. This would allow students to obtain the skills and learning to achieve the results set as a target. For teachers who teach the subject will also be a preview of the notes as these tools will be used to identify the most significant shortcomings both in programming and in the methodologies used in "Procesado Digital de la Señal " to act accordingly and correcting shortcomings of the enrolled students.

Diseño y análisis de unidades didácticas para Procesado Digital de la Señal.

Este Proyecto Fin de Carrera pretende desarrollar una serie de unidades didácticas orientadas a mejorar el aprendizaje de la teoría de procesado digital de señales a través de la aplicación práctica. Con tal fin, se han diseñado una serie de prácticas que permitan al alumno alcanzar un apropiado nivel de conocimiento de la asignatura, la adquisición de competencias y alcanzar los resultados de aprendizaje previstos. Para desarrollar el proyecto primero se ha realizado una selección apropiada de los contenidos de la teoría de procesado digital de señales en relación con los resultados de aprendizaje esperados, seguidamente se han diseñado y validado unas prácticas basadas en un entorno de trabajo basado en MATLAB y DSP, y por último se ha redactado un manual de laboratorio que combina una parte teórica con su práctica correspondiente. El objetivo perseguido con la realización de estas prácticas es alcanzar un equilibrio teórico/práctico que permita sacar el máximo rendimiento de la asignatura desde el laboratorio, trabajando principalmente con el IDE Code Composer Studio junto con un kit de desarrollo basado en un DSP. ABSTRACT. This dissertation intends to develop some lessons oriented to improve about the digital signal processing theory. In order to get this objective some practices have been developed to allow to the students to achieve an appropriate level of knowledge of the subject, acquire skills and achieve the intended learning outcomes. To develop the project firstly it has been made an appropriate selection of the contents of the digital signal processing theory related with the expected results. After that, five practices based in a work environment based on Matlab and DSP have been designed and validated, and finally a laboratory manual has been drafted that combines the theoretical part with its corresponding practice. The objective with the implementation of these practices is to achieve a theoretical / practical balance to get the highest performance to the subject from the laboratory working mainly with the Code Composer Studio IDE together a development kit based on DSP.

Desarrollo de un instrumento para adquisición y procesado de EEG (Electro-encefalograma) y ECG (Electro-cardiograma)

Diseño y construcción de un aparato de bajo costo para adquisición y procesamiento de señales bioeléctricas, compuesto por un hardware capaz de amplificar y filtrar las señales, y por un instrumento virtual basado en labVIEW encargado de la adquisición de los distintas bioseñales y de su procesamiento en tiempo real. Este sistema permitirá dar soporte diagnóstico en modelos animales con desórdenes neurológicos sometidos a diferentes tipos de intervención terapéutica.

Señales, Sistemas y Telecomunicación

Entrenar el proceso de medida y ajuste de sistemas de refuerzo sonoro en entornos universitarios presenta claros problemas de infraestructura, pues cada estudiante debería tener acceso a un sistema de refuerzo, un sistema de medida y un sistema de procesado. Los sistemas virtuales, si están diseñados cuidadosamente permiten, si no prescindir de los sistemas reales, tener una fase previa de experimentación que puede solventar, aunque sea en parte, las carencias de infraestructura mencionadas. En este trabajo se explora la posibilidad de emplear un sistema virtual, basado en medidas sobre un sistema real, para entrenar los procedimientos de ajuste de sistemas de refuerzo sonoro.

Procesamiento de señales cardíacas con redes neuronales para la clasificación de patologías en estudios Holters

Lo buscado en este proyecto es desarrollar un software de aplicación que le permita la médico especialista, sin demasiado esfuerzo, la búsqueda de patologías en un estudio Holter de 24 horas de un paciente ambulatorio. El proyecto se realizará con la aplicación de las nuevas técnicas de redes neuronales, tratando con las mismas de aislar e identificar variadas patologías cardíacas, con distintos tipos de vecindades como entrada a la red neuronal y además, completarlo con un sistema experto de ayuda al médico sugiriéndole la patología posible ya registrada con el adquisidor. Importancia del proyecto: El mismo tiene un carácter imperativo desde el punto de vista del usuario del sistema, ya que un médico no puede estar viendo 24 hs. de estudio cardíaco, sino que el sistema debe ser capaz de avisarle al médico en qué parte del estudio hay una posible patología y así acortar el tiempo de diagnóstico del estudio a menos de una hora de análisis. (...) Los objetivos particulares de este proyecto son: * Desarrollo de software para tratamiento de señales fisiológicas de estudios cardíacos, en particular Holter para poder determinar variadas patologías y si los resultados son positivos, se realizaría una transferencia de esta inteligencia del reconocimiento de patologías al sistema de adquisidor de datos, de tal manera que adquiera los eventos patológicamente positivos.

Fosforilación de lípidos señales disparada por ABA, NaCl y manitol en coleóptilos, raíces y células de aleurona de cebada (Hordeum vulgare). Lipid signaling phosphorylation triggered by ABA, NaCl and mannitol in coleoptile, roots and aleurone cells of barley (Hordeum vulgare).

Es bien conocido que los fosfolípidos son un conjunto de moléculas capaces de funcionar como reguladores en diversos procesos celulares. Al respecto, este proyecto tiene como objetivo dilucidar la participación de los mismos, en particular ácido fosfatídico (PA) y diacilglicerol pirofosfato (DGPP) durante el efecto antagónico de ABA en la germinación y como reguladores de la respuesta al estrés salino en la plántula. Se sabe que las plantas responden de forma rápida y adecuada a una situación de estrés modificando el patrón de fosfolípidos de sus membranas, lo cual lleva a un cambio global en las actividad de lípido quinasas, fosfatasas y a la expresión/represión de genes particulares. El desarrollo de la propuesta permitiría responder dos cuestiones básicas: conocer la relación entre fosfolípidos y ABA e indagar su participación durante la señal de estrés. La relevancia de la propuesta radica en la necesidad de ampliar el conocimiento sobre una de las causas mas importantes "estrés salino" que afecta la germinación de la semilla y luego el crecimiento y desarrollo de la plántula. En principio se evaluara a nivel morfológico, bioquímico y molecular el efecto de ABA y de fosfolípidos. Se pretende indagar sobre cambios a nivel de vacuolización en protoplastos aislados, actividad de enzimas relacionadas, pH intracelular, nivel de fosfolípidos y enzimas implicadas en su metabolismo y también efectos sobre la expresión génica. Por otro lado, se analizara los niveles de fosfolípidos y enzimas relacionadas con su metabolismo en raíces y coleoptilos de semillas que germinaron bajo condiciones de estrés. Asimismo, se identificaran los cambios morfológicos provocados por el estrés en la longitud de coleóptilos y raíces. Por ultimo como indicador de una respuesta al estrés se evaluara los cambios en los niveles de prolina. La importancia del proyecto es determinar el papel que desempeñan PA y DGPP en la germinación y durante la respuesta al estrés.

Vías de transducción de señales implicadas en la diferenciación y variación antigénica de giardia lamblia.

Giardia lamblia (también conocido como Giardia intestinalis o Giardia duodenalis) es un protozoario parásito que habita en el intestino delgado de seres humanos y otros vertebrados, y es una de las principales causas en el mundo de enfermedad intestinal en humanos, la causa más frecuente de diarrea transmitida por agua en los países desarrollados y así como una causa común de diarrea en los centros de atención ambulatoria. Aunque el ciclo de vida de G. lamblia y las condiciones fisiológicas que provocan los procesos de enquistamiento, desenquistamiento y variación antigénica se han estudiado durante años, las vías de transducción de señales involucradas en estos procesos siguen siendo poco conocidos y serán el foco de la presente investigación. ¿Cómo un estímulo desencadena una expresión diferencial de genes durante la adaptación de G. lamblia mediante un sistema minimalista? es atractivo a la luz de la biología sintética. Por lo tanto, la realización de este proyecto responderá alguna de estas cuestiones biológicas, centrándose en los mecanismos moleculares esenciales que intervienen en los procesos de transducción de señales implicadas en la diferenciación y la variación antigénica. Los estímulos que disparan los procesos de enquistamiento, desenquistamiento ya han sido descritos en el pasado y a su vez hemos desarrollado un nuevo sistema para acelerar la tasa de variación antigénica. Por lo tanto, después de haber creado la mayor parte de las condiciones para el estudio de estos procesos, vamos a intentar contestar las siguientes preguntas generales y específicos: (A) ¿Cuáles son las vías de transducción implicadas en la diferenciación de G. lamblia y la variación antigénica? (B) Dado que G. lamblia aparentemente carece de proteínas G heterotrimericas y de receptores de membrana acoplados a estas proteínas (GPCR), ¿cómo G. lamblia transduce algunos estímulos particularmente conocidos por estar asociados a estas moléculas?. (C) ¿Cuál es la participación de la proteínas G monomericas tipo Ras en las vías de transducción de señales de G. lamblia? (D) ¿De qué manera este organismo regula sus niveles citoplasmáticos de AMP cíclico (AMPc) y cuáles son los procesos que se valen de este importante segundo mensajero?. La respuesta de estas preguntas permitirá una mejor comprensión de la fisiología de este importante agente patógeno y facilitará el control de su crecimiento y difusión. Por otra parte, la información obtenida en este proyecto pueden ser de relevancia para el control de otros patógenos y proporcionará nuevos conocimientos sobre la evolución de estos sistemas en eucariotas superiores.

Optimización de Arquitecturas de Procesamiento Digital de Señales en Lógica Programable para Aplicaciones en Vuelos No Tripulados

En dispositivos electrónicos de última generación destinados a funciones de comunicación o control automático, los algoritmos de procesamiento digital de señales trasladados al hardware han ocupado un lugar fundamental. Es decir el estado de arte en el área de las comunicaciones y control puede resumirse en algoritmos basados en procesamiento digital de señales. Las implementaciones digitales de estos algoritmos han sido estudiadas en áreas de la informática desde hace tiempo. Sin embargo, aunque el incremento en la complejidad de los algoritmos modernos permite alcanzar desempeños atractivos en aplicaciones específicas, a su vez impone restricciones en la velocidad de operación que han motivado el diseño directamente en hardware de arquitecturas para alto rendimiento. En este contexto, los circuitos electrónicos basados en lógica programable, principalmente los basados en FPGA (Field-Programmable Gate Array), permiten obtener medidas de desempeño altamente confiables que proporcionan el acercamiento necesario hacia el diseño electrónico de circuitos para aplicaciones específicas “ASIC-VLSI” (Application Specific Integrated Circuit - Very Large Scale Integration). En este proyecto se analiza el diseño y la implementación de aquitecturas electrónicas para el procesamiento digital de señales, con el objeto de obtener medidas reales sobre el comportamiento del canal inalámbrico y su influencia sobre la estimación y el control de trayectoria en vehículos aéreos no tripulados (UAV, Unmanned Aerial Vehicle). Para esto se propone analizar un dispositivo híbrido basado en microcontroladores y circuitos FPGA y sobre este mismo dispositivo implementar mediante algoritmo un control de trayectoria que permita mantener un punto fijo en el centro del cuadro de una cámara de video a bordo de un UAV, que sea eficiente en términos de velocidad de operación, dimensiones y consumo de energía.

Automatización de una línea para procesado de pescado

Este proyecto surge de una necesidad industrial por parte de una empresa dedicada al procesado y envasado de pescado fresco y congelado (Elaborados Freiremar S.A). Para satisfacer esta necesidad, se decidió colocar una línea de proceso totalmente automatizada. Dicha automatización, consta de 3 partes totalmente diferenciales pero relacionadas entre ellas, puesto que sin alguna de estas partes la línea no podría funcionar correctamente. El software de control (PLC) se encarga de controlar y actuar sobre la máquina con los diferentes sensores, células de carga, motores… La SCADA en Visual Basic (Pantalla táctil)se encarga de mantener una comunicación continua con el software de control, y va almacenando todos los datos referentes a la línea y sus rendimientos. El software de consultas se instala en un PC de oficinas y se utiliza para sacar informes con todos los datos obtenidos del SCADA en Visual Basic.

Estudio de los efectos del movimiento en señales OFDM

El entorno aéreo es, a día de hoy, uno de los escenarios más complicados a la hora de establecer enlaces de comunicación fiables. Esto es debido, principalmente, a las altas velocidades a las que circulan los aviones, que propician una gran degradación del rendimiento des sistema si no se estima de forma continua el canal. Además el entorno aéreo es susceptible a sufrir muchos otros efectos que provocan la degradación de la señal, como la difracción, la reflexión, etc. Por este motivo en este proyecto se hace un estudio de dos escenarios típicos de vuelo: arrival (aterrizaje) y on route (vuelo en ruta). En el escenario on route los aviones circulan a más de el doble de velocidad que en el escenario arrival, de esta manera se podrá ver el efecto de sufrir un doppler mayor. Para realizar el estudio se utiliza un sistema multiportadora con solapamiento de subcanales, OFDM, y se toman inicialmente parámetros típicos de la tecnología WiMAX, que se variarán con el objetivo de mejorar el rendimiento del sistema.

Experimentació amb un receptor software GPS-Galileo d'alta sensibilitat per a entorns interiors

Este proyecto se centra en el análisis de señales GPS, utilizando un receptor software desarrollado con Matlab en un proyecto de investigación para la Agencia Espacial Europea (ESA), llevado a cabo por parte del departamento de Telecomunicaciones e Ingeniería de Sistemas de la ETSE. Este software utiliza técnicas de procesado de señal de alta sensibilidad (HS-GNSS) que permite al usuario determinar su posición en entornos de difícil propagación como puede ser el caso de los escenarios interiores. Los datos experimentales se analizan en función del nivel de multipath que afecta a la señal de cada uno de los satélites, y la degradación que los escenarios interiores provocan en las señales, a causa del mobiliario, paredes, personas, etc. Para analizar los datos experimentales, se ha utilizado una métrica presentada en el congreso internacional EuCAP 2009, con la que es posible caracterizar las señales en función del nivel de multipath.

Evaluación de la regeneración ósea mediante procesado de imagen

La regeneració òssia és un procés estudiat per experts de tot el món. Aquests experts estudien materials capaços d’accelerar el procés de formació de teixit ossi en zones on s’han produït defectes ossis. Després d’un determinat període de temps de l’aplicació dels materials d’estudi en la zona on hi havia una manca de teixit ossi, s’obtenen imatges d’aquesta zona on l’expert mitjançant l’ inspecció visual d’aquestes imatges avalua si l’os s’ha regenerat bé o no. El problema d’aquest mètode d’avaluació es que requereix d’un expert on la valoració d’aquest és subjectiva i difícil de quantificar, el que pot provocar que hi hagi discordança entre experts. Amb la finalitat de aprofitar les imatges en que es basa l’expert per avaluar la capacitat de regeneració òssia dels materials d’estudi es proposa realitzar un anàlisi quantitatiu de la regeneració òssia basat en el processament d’imatge. L’algorisme dissenyat es capaç de classificar imatges de la mandíbula en: imatges de regeneració bona i dolenta mitjançant la parametrització de l’histograma de nivells de grisos de la imatge, solucionant la falta d’objectivitat del mètode d’avaluació de la regeneració òssia i la necessitat d’un expert per realitzar-la.

Desarrollo de software para el procesado numérico en tarjetas gráficas

Debido al gran número de transistores por mm2 que hoy en día podemos encontrar en las GPU convencionales, en los últimos años éstas se vienen utilizando para propósitos generales gracias a que ofrecen un mayor rendimiento para computación paralela. Este proyecto implementa el producto sparse matrix-vector sobre OpenCL. En los primeros capítulos hacemos una revisión de la base teórica necesaria para comprender el problema. Después veremos los fundamentos de OpenCL y del hardware sobre el que se ejecutarán las librerías desarrolladas. En el siguiente capítulo seguiremos con una descripción del código de los kernels y de su flujo de datos. Finalmente, el software es evaluado basándose en comparativas con la CPU.