Desarrollo de un laboratorio virtual en internet como apoyo a las prácticas de Física.

Se han desarrollado en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática (ETS II)y en la Escuela Universitaria Politécnica (EUP) de la Universidad de VAlladolid (UVA) un conjunto de herramientas y programas informáticas para facilitar la enseñanza de la Física y potencar la eficacia de las prácticas de laboratorio. En concreto se han desarrollado cinco prácticas virtuales accesibles a través de internet. Cada una esta formada por diversas página web y simulaciones en JAVA además se han creado dos páginas web complejas incluyendo APPLEts de JAVA para explicar con ejemplos dos temas completos de teoría. Tercero,se han incluido en estas páginas web también dos programas de simulación para que los alumnos los utilizen para estudiar los fenómenos físicos representados por ellos. Finalmente, también se han grabado dos películas de vídeo en las que profesores participantes en el proyecto explican mediante ejemplos y experimentos algunos fenómenos físicos. Los materiales utilizados han sido, obviamente, diversos ordenadores y editores de páginas web, así como una cámara de vídeo y programas de tratamiento de imágenes. Los resultados se comunicarán en un Congreso Internacional y un Artículo (aún sin publicar).

Escáner y retroproyector, una pizarra mágica.

Se analiza una práctica orientada para niños y niñas de infantil llevada acabo en el CEIP Coca de la Piñera de Utrera en Sevilla. En ella se maneja el retroproyector como elemento esencial de las actividades que se realizan. Mediante su uso, los niños copian en un papel la imagen proyectada, la completan y la colorean. El uso del escáner y de los programas de tratamiento de imágenes, proporcionan la posibilidad de trabajar con imágenes y adaptarlas a las necesidades de programación. Estos métodos se utilizan también para sesiones de artes plásticas.

Informática sin reparos.

Se explica la experiencia realizada en una escuela de Motril gracias al empleo de las nuevas tecnologías. El primer paso consiste en la adaptación de la propia maestra a la informática para su uso personal. Posteriormente, se introduce el ordenador en el aula para que los niños también experimenten con él. La aplicación del ordenador en las actividades escolares se basan en las que habitualmente se realizan, tales como dibujar o pintar, pero a través de programas informáticos específicos de tratamiento de imágenes. Por otro lado, se les introduce en el empleo del teclado y del correo electrónico. La experiencia demuestra que los niños poseen una gran capacidad de adaptación a las Nuevas Tecnologías y al aprendizaje en general.

TIC en Educación Primaria : tecnologías de la información y comunicación.

Se ofrecen métodos educativos de aplicación de las tecnologías de la información y comunicación en el aula. Los alumnos pueden desarrollar sus capacidades por autoaprendizaje en un entorno basado en las TIC. El método educativo 'Webquest' conduce a los alumnos ordenadamente a las Web y les hace procesar dicha información a partir de unas tareas asignadas; o las cazas del tesoro, donde contestan a una pregunta final a partir de una serie de enlaces seleccionados o mediante el desarrollo de un proyecto sencillo en pequeños grupos a partir de programas de texto, de dibujo y de tratamiento de imágenes. Los alumnos deben desarrollar un conjunto de habilidades operativas como guardar los datos de forma organizada, utilizar una terminología básica de informática o usar las prestaciones básicas del ordenador y sus periféricos. Además, se fomenta el uso de competencias sociales y éticas como el respeto por la propiedad intelectual, la buena educación en las comunicaciones o el respeto y cuidado de los equipos informáticos. Así, las TIC se conciben como herramientas de trabajo para profesores y alumnos, como un instrumento cognitivo para los alumnos o como un instrumento didáctico. Incluye un conjunto de direcciones de Internet de recursos educativos.

Proyecto 2000 sobre comunicación educativa y nuevas tecnologías.

La finalidad es introducir al alumnado en las nuevas tecnologías de la información y la comunicación. Los objetivos son aprender a usar los medios tecnológicos de manera racional, utilizar la comunicación como medio para conocer otras personas y culturas distintas, y aprovechar las nuevas tecnologías como apoyo al desarrollo de las actividades programadas en las diversas etapas y ciclos. La metodología utilizada se caracteriza por ser globalizadora, individualista, activa, creativa y socializadora. Entre las actividades desarrolladas destaca la realización de dibujos con y sin ordenador, la confección de una revista escolar, el tratamiento de imágenes fijas, el estudio de una pieza musical, la investigación sobre el cuerpo humano y una salida a Lozoya.

Las técnicas del grabado.

Material no publicado

Preimpresión en artes gráficas : desarrollo curricular del ciclo formativo de grado medio de FP.

Este material curricular contiene la definición y el desarrollo de los procesos de enseñanza-aprendizaje de Preimpresión en artes gráficas, ciclo formativo de grado medio de la Formación Profesional Específica (FPE). Para su confección se ha partido de los elementos recogidos en los correspondientes Reales Decretos de enseñanzas mínimas y del currículo del Ministerio de Educación y Ciencia. Tiene la finalidad de orientar al profesorado que imparte las enseñanzas de FPE contempladas en la LOGSE. Estos materiales son programaciones precisas que pueden ser adaptadas y aplicadas por los profesores de forma directa. Los elementos curriculares se presentan ordenados en un conjunto de fichas, cada una de las cuales se corresponde con una unidad de trabajo. A pesar de ser un producto casi acabado, los materiales tienen un carácter experimental, pudiendo ser depurados y perfeccionados mediante el contraste con la práctica docente. Los módulos tratados son: 1.- Tratamiento de texto. 2.- Tratamiento de imágenes. 3.- Ensamblado de texto e imágenes. 4.- Montaje y obtención de la forma impresora. 5.- Procesos de artes gráficas. 6.- Materias primas en artes gráficas.

Compactación en un suelo escarificado a través de lógica difusa

En parcelas con 7 años de siembra directa continua se realizó una labor de escarificado. A los 40 días se abrieron trincheras y sobre una grilla cuadriculada se determinó la penetrometría de pared y la humedad en los perfiles de suelo. Para procesar los histogramas obtenidos en la integración de los relevamientos de resistencia a la penetración en escarificado (E) y no escarificado (NE) se utilizó el módulo fuzzy (tratamiento de imágenes de un sistema de información geográfica). Se determinaron 7 clases de compactación en cada situación, diferenciadas por promedios y rangos. La trinchera con los valores promedios fuzzy de penetrometría en E presentó 25.71 % menos de las clases consideradas más compactadas, siendo significativo el efecto de la labor en el espesor 5-25 cm. No hubo diferencias en humedad entre ambas situaciones, a excepción del estrato 30-35 cm donde -en E- fue mayor. La labor de escarificado produjo modificaciones favorables en los distintos estados de compactación de suelo, principalmente en los espesores intermedios. A través del tratamiento de lógica difusa se determinaron diferentes clases de compactación y su distribución espacial.

Transductor óptico-sonoro basado en procesado de imagen

En este proyecto se aborda la transducción óptico-sonora utilizando métodos de tratamiento digital de imagen. Para llevar a cabo el proyecto se consideran únicamente métodos de bajo presupuesto, por lo que para realizar todo el proceso de conversión óptico-sonora se utilizan un ordenador y un escáner doméstico. Como el principal objetivo del proyecto es comprobar si es viable utilizar el tratamiento digital de imagen como conversor no se ha contemplado la utilización de equipamiento profesional. La utilidad de este proyecto está en la restauración del sonido de material fílmico con importantes degradaciones, tales que no sea posible su reproducción en un proyector. Con el prototipo que se propone, realizado con el software de programación Matlab, se consigue digitalizar el audio analógico de las películas en malas condiciones ya que la captura de audio se efectúa de manera óptica sobre las bandas sonoras. Lo conseguido en este proyecto cobra especial importancia si se tiene en cuenta la cantidad de material cinematográfico que hay en películas de celulosa. La conservación de dicho material requiere unas condiciones de almacenamiento muy específicas para que el soporte no se vea afectado, pero con el paso del tiempo es habitual que las bobinas de película presenten deformaciones o incluso ruptura. Aplicando métodos de tratamiento digital de imagen es posible restaurar el audio de fragmentos de película que no puedan ser expuestos a la tensión producida por los rodillos de los proyectores, incluso es posible recuperar el audio de fotogramas concretos ya que la digitalización del audio se realiza capturando la imagen de la forma de onda. Por ello, el procedimiento seguido para digitalizar la película debe ser poco intrusivo para garantizar la conservación del soporte fílmico. Cabe destacar que en este proyecto se ha realizado la conversión óptico-sonora sobre las bandas de sonido analógicas de área variable presentes en la película, pero el procedimiento es aplicable también a las bandas de área variable realizando modificaciones en el prototipo. Esto último queda fuera del objetivo de este proyecto, pero puede ser un trabajo futuro. ABSTRACT This project addresses optical to sound conversion using digital image processing methods. To carry out the project are considered only low-budget methods , so for all optical to sound conversion process using a computer and a home scanner . As the main application of this project is to test the feasibility of using the digital image processing as a converter does not contemplate the use of professional equipment. The main objective of this project is the restoration of sound film material with significant impairments , such is not possible playback on a projector. With the proposed prototype , made with Matlab programming software , you get digitize analog audio bad movies because the audio capture is performed optically on the soundtracks. The achievements in this project is especially important if you consider the amount of film material is in cellulose films . The preservation of such material requires a very specific storage conditions to which the support is not affected , but over time it is common for film reels presenting deformations or even rupture. Applying methods of digital image processing is possible to restore the audio from movie clips that can not be exposed to the tension produced by the rollers of the projectors , it is even possible to retrieve specific frames audio and audio that digitization is done by capturing the image of the waveform. Therefore, the procedure used to digitize the film should be bit intrusive to ensure the conservation of the film medium. Note that in this project was carried out optical to sound conversion on analog variable area soundtracks present in the film, but the procedure is applicable to variable-area bands making changes to the prototype. The latter is beyond the scope of this project, but can be a future work.

Técnicas avanzadas de metrología dimensional indirecta mediante el empleo de máquinas de medición por visión en entornos industriales. Modelo para la estimación de incertidumbres

Esta tesis contiene una investigación detallada sobre las características y funcionamiento de las máquinas de medición por visión. El objetivo fundamental es modelar su comportamiento y dotarlas de trazabilidad metrológica bajo cualquier condición de medida. Al efecto, se ha realizado un exhaustivo análisis de los elementos que conforman su cadena de medición, a saber: sistema de iluminación, estructura, lentes y objetivos, cámara, software de tratamiento de imágenes y software de cálculo. Se han definido modelos físico-matemáticos, de desarrollo propio, capaces de simular con fiabilidad el comportamiento de los elementos citados, agrupados, a efectos de análisis numérico, en dos subsistemas denominados: de visión y mecánico. Se han implementado procedimientos de calibración genuinos para ambos subsistemas mediante el empleo de patrones ópticos. En todos los casos se ha podido determinar la incertidumbre asociada a los diferentes parámetros involucrados, garantizando la trazabilidad metrológica de los resultados. Los distintos modelos desarrollados han sido implementados en Matlab®. Se ha verificado su validez empleando valores sintéticos obtenidos a partir de simulaciones informáticas y también con imágenes reales capturadas en el laboratorio. El estudio experimental y validación definitiva de los resultados se ha realizado en el Laboratorio de Longitud del Centro Español de Metrología y en el Laboratorio de Metrología Dimensional de la ETS de Ingeniería y Diseño Industrial de la UPM. Los modelos desarrollados se han aplicado a dos máquinas de medición por visión de diferentes características constructivas y metrológicas. Empleando dichas máquinas se han medido distintas piezas, pertenecientes a los ámbitos mecánico y oftalmológico. Los resultados obtenidos han permitido la completa caracterización dimensional de dichas piezas y la determinación del cumplimiento de las especificaciones metrológicas en todos los casos, incluyendo longitudes, formas y ángulos. ABSTRACT This PhD thesis contains a detailed investigation of characteristics and performance of the optical coordinate measurement machines. The main goal is to model their behaviour and provide metrological traceability to them under any measurement conditions. In fact, a thorough analysis of the elements which form the measuring chain, i.e.: lighting system, structure, lenses and objectives, camera, image processing software and coordinate metrology software has conducted. Physical-mathematical models, of self-developed, able to simulate with reliability the behavior of the above elements, grouped, for the purpose of numerical analysis, in two subsystems called: “vision subsystem” and “mechanical subsystem”, have been defined. Genuine calibration procedures for both subsystems have been implemented by use of optical standards. In all cases, it has been possible to determine the uncertainty associated with the different parameters involved, ensuring metrological traceability of results. Different developed models have been implemented in Matlab®. Their validity has been verified using synthetic values obtained from computer simulations and also with real images captured in laboratory. The experimental study and final validation of the results was carried out in the Length Laboratory of “Centro Español de Metrología” and Dimensional Metrology Laboratory of the “Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Diseño Industrial” of the UPM. The developed models have been applied to two optical coordinate measurement machines with different construction and metrological characteristics. Using such machines, different parts, belonging to the mechanical and ophthalmologist areas, have been measured. The obtained results allow the full dimensional characterization of such parts and determination of compliance with metrological specifications in all cases, including lengths, shapes and angles.

Elaboración de una herramienta en Matlab para el análisis de las estrategias de estimación y compensación de movimiento empleadas en codificadores de vídeo

El presente trabajo parte con la intención de crear un entorno gráfico cómodo y amigable con el cual desarrollar la práctica relacionada con el estudio de las estrategias de estimación y compensación de movimiento aplicadas en los estándares de codificación de vídeo, y que forma parte de la asignatura “Televisión” de 4º de grado. Hasta ahora, se viene utilizado un entorno conocido como Cantata, proporcionado por Khoros, basado en la conexión de estructuras denominadas glifos a través de las cuales circula un flujo de datos (en nuestro caso, relacionado con el tratamiento de imágenes y vídeo). El presente trabajo adapta dicha estructura a las posibilidades gráficas de Matlab, incorporando, además, funcionalidades adicionales. En primer lugar, se expondrán los métodos de estimación y compensación que han sido programados en la herramienta desarrollada, así como las ventajas e inconvenientes asociados a cada uno de ellos. Dichos métodos de estimación y compensación de movimiento tratan de reducir la información a transmitir aprovechando la redundancia temporal presente entre las imágenes de una secuencia. El objetivo será establecer una correspondencia entre dos imágenes de una secuencia entre las que se ha producido un movimiento, calculando un conjunto de vectores en que representan dicho movimiento. Acto seguido, se describirán las claves de la interfaz gráfica desarrollada. En primer lugar se definirá el entorno gráfico habilitado por Khoros en el cual se ha desarrollado hasta ahora la práctica ya mencionada. Más tarde, introduciremos los aspectos más importantes para la creación de interfaces gráficas en Matlab, y se describirá brevemente una interfaz gráfica desarrollada anteriormente en el Grupo de Tratamiento de Imágenes (GTI) que ha sido tomada como referencia para el presente trabajo. Una vez presentado el entorno gráfico se describirán detalladamente los módulos elaborados para llevar a cabo la estimación y compensación de movimiento, además de otras funciones relacionadas con el tratamiento de imágenes y vídeo y la visualización de resultados. Por último, se propone un nuevo enunciado para la citada práctica, adaptado a la herramienta desarrollada y respetando, hasta donde ha sido posible, la estructura y objetivos docentes del enunciado original.

Reverse engineering as a teaching tool: the corneal topographer

Póster presentado en EDULEARN12, International Conference on Education and New Learning Technologies, Barcelona, 2nd-4th July 2012.

Reverse engineering as a teaching tool: the corneal topographer

Reverse engineering is the process of discovering the technological principles of a device, object or system through analysis of its structure, function, and operation. From a device used in clinical practice, as the corneal topographer, reverse engineering will be used to infer physical principles and laws. In our case, reverse engineering involves taking this mechanical device apart and analyzing its working detail. The initial knowledge of the application and usefulness of the device provides a motivation that, together with the combination of theory and practice, will help the students to understand and learn concepts studied in different subjects in the Optics and Optometry degree. These subjects belong to both the core and compulsory subjects of the syllabus of first and second year of the degree. Furthermore, the experimental practice is used as transverse axis that relates theoretical concepts, technology transfer and research.