IoT con IBM y NI

Trabajo realizado en la empresa ULMA Embedded Solutions

Una visión de las ciencias básicas. Modelación y formación aplicadas a casos reales

Una Visión de las Ciencias Básicas (Modelación y Formación aplicadas a casos reales) pretende ilustrar el impacto del modelado y la computación sobre la enseñanza, la investigación y la forma de analizar los fenómenos científicos. En esta obra se muestra como, a partir de estas herramientas, se pueden lograr soluciones a problemas en casos reales en las áreas de Sismología, Imágenes Médicas, Astrofísica, Tratamiento de aguas residuales y en Enseñanza de las Matemáticas. Este libro es producto de investigaciones realizadas por los grupos de Investigación del Departamento de Ciencias Básicas de la Universidad de Medellín: Educación Matemática (SUMMA), Modelación y Computación Científica, Materiales Nano Estructurados y Biomodelación y Ciencias de la Tierra y el Espacio. Los resultados, presentados en este libro, fueron socializados en las X Jornadas de Investigación de la Universidad de Medellín, realizadas en Septiembre de 2012.

[Compendio fotográfico de prototipos de diseño para el municipio de Girardot vinculado al proyecto de Cundinamarca].

86 hojas : ilustraciones, fotografías.

Descripción de la selección y uso del hábitat de los zifios de Blainville (Mesoplodon densirostris) y de Cuvier (Ziphius cavirostris) en la isla de El Hierro : propuestas de conservación

Los principales avances metodológicos que aporta la presente tesis son los siguientes: I. El análisis y cuantificación de los ecos generados por los chasquidos de ecolocalización emitidos por los zifios, al reflejarse en el fondo marino y en organismos en la columna de agua, registrados en marcas DTAG. Estos ecos permiten describir de forma simultánea el entorno biofísico que rodea a los zifios, según las capacidades sensoriales de los propios animales, mientras se alimentan, contribuyendo a interpretar de forma única las decisiones de estos depredadores marinos en el contexto de su hábitat. II. El desarrollo de una modificación a los métodos analíticos ¿Distance¿ tradicionales, para estudiar el efecto de la profundidad sobre la distribución de los zifios en El Hierro, a partir de datos de avistamientos realizados desde un punto fijo en tierra. III. El uso de una serie de sistemas autónomos de grabación DMON colocados en boyas de deriva para realizar un muestreo acústico estratificado y estudiar la selección del hábitat de los zifios en El Hierro. Las principales contribuciones científicas que aporta la presente tesis son las siguientes: I. La colocación de 14 marcas acústicas no invasivas DTAG a zifios de Blainville, para el estudio de su comportamiento de buceo, alimentación y comunicación social. El análisis de los registros acústicos muestra lo siguiente: i) Los zifios de Blainville se alimentan en aguas mesopelágicas y bentopelágicas profundas, a distancias de tan solo cinco m del fondo marino. La caza se produce siempre a profundidades mayores de 200 m y principalmente entre 500 y 900 m. La alimentación bentopelágica se da a lo largo de toda la columna de agua (385-1326 m) y predomina a profundidades por debajo de la capa de reflexión profunda. La alimentación mesopelágica se da principalmente en los niveles medios e inferiores de esta capa, coincidiendo con la capa del mínimo de oxígeno, y se adapta solo parcialmente a las migraciones circadianas de ésta. De noche estos zifios comienzan a alimentarse a una profundidad media de 258 m (168-873) y de día a 479 m (276-589). ii) La estrategia de estos zifios parece dirigida a explotar presas profundas distribuidas en estratos verticales estables y posiblemente con una capacidad de movimiento limitada en relación a un depredador que respira aire. Ello les permite mantenerse dedicando tan solo un 18 % de su tiempo en la obtención de alimento, pero por otro lado, requiere de la captura de un gran número de presas por inmersión y por tanto implica realizar inmersiones de larga duración. En ellas estos cetáceos de mediano tamaño corporal desafían sus límites de buceo aeróbico y presumiblemente precisan de largos periodos de recuperación que representan en torno al 64 % del tiempo en su ciclo de buceo. iii) La comunicación mediada por vocalizaciones entre los zifios de Blainville se da exclusivamente a profundidad (> 170 m). Se han identificado dos tipos de sonidos aparentemente destinados a la comunicación social: ¿rasp¿, series rápidas de chasquidos de frecuencia modulada similares a los zumbidos pero con diferentes propiedades acústicas y contexto de emisión; y silbidos tonales cortos y con armónicos, con una frecuencia fundamental media de 12 kHz, que son emitidos a profundidades de hasta 900 m, las mayores registradas en cualquier animal. II. Se realizaron 1789 avistamientos de zifios desde tierra, cuya identificación específica fue confirmada en 859 casos desde una embarcación. La localización de los avistamientos fue utilizada para crear un modelo predictivo de la distribución de los zifios en superficie, en relación a la profundidad del fondo, utilizando un estimador de máxima verosimilitud. Los resultados muestran la preferencia de los zifios por distribuirse entre las cotas batimétricas de 500 y 1500 m, coincidiendo con el talud insular. III. La preferencia de los zifios por distribuirse en la zona del talud fue confirmada mediante un muestreo acústico estratificado. Se registraron 245 h de sonidos con sistemas autónomos de grabación DMON suspendidos a 200 m de profundidad desde boyas a la deriva, localizadas en cotas batimétricas entre 500 y 3000 m. La tasa de detección de chasquidos de zifios fue mayor sobre el talud respecto a la llanura abisal cercana. IV. La coincidencia de los resultados obtenidos con los métodos acústico y visual destaca la importancia del talud insular para la alimentación de los zifios en El Hierro. La consistencia de estos resultados en dos de las tres vertientes de la Isla justificó la extensión del modelo predictivo de distribución de las especies a todo el perímetro de El Hierro, que presenta unas características batimétricas similares, mediante el uso de sistemas de información geográfica. A ello se unió un modelado del alcance espacial de distintas fuentes de posible impacto antrópico, para diseñar con base científica una propuesta de Área Marina Protegida para zifios en El Hierro. El área propuesta se extiende hasta la cota batimétrica de 3000 m en torno a la Isla e incluye una zona de amortiguamiento hasta 50 nmi para fuentes intensas de sonido antrópico.

Diseño e implementación del kernel de xDEVS, versión distribuida

Para entender nuestro proyecto, debemos comprender DEVS. Dentro de los formalismos más populares de representación de sistemas de eventos discretos se encuentra DES. En la década de los 70, el matemático Bernard Zeigler propuso un formalismo general para la representación de dichos sistemas. Este formalismo denominado DEVS (Discrete EVent System Specification) es el formalismo más general para el tratamiento de DES. DEVS permite representar todos aquellos sistemas cuyo comportamiento pueda describirse mediante una secuencia de eventos discretos. Estos eventos se caracterizan por un tiempo base en el que solo un número de eventos finitos puede ocurrir. DEVS Modelado y Simulación tiene múltiples implementaciones en varios lenguajes de programación como por ejemplo en Java, C# o C++. Pero surge la necesidad de implementar una plataforma distribuida estable para proporcionar la mecánica de interoperabilidad e integrar modelos DEVS diversificados. En este proyecto, se nos dará como código base el core de xDEVS en java, aplicado de forma secuencial y paralelizada. Nuestro trabajo será implementar el core de manera distribuida de tal forma que se pueda dividir un sistema DEVS en diversas máquinas. Para esto hemos utilizado sockets de java para hacer la transmisión de datos lo más eficiente posible. En un principio deberemos especificar el número de máquinas que se conectarán al servidor. Una vez estas se hayan conectado se les enviará el trabajo específico que deberán simular. Cabe destacar que hay dos formas de dividir un sistema DEVS las cuales están implementadas en nuestro proyecto. La primera es dividirlo en módulos atómicos los cuales son subsistemas indivisibles en un sistema DEVS. Y la segunda es dividir las funciones de todos los subsistemas en grupos y repartirlos entre las máquinas. En resumen el funcionamiento de nuestro sistema distribuido será comenzar ejecutando el trabajo asignado al primer cliente, una vez finalizado actualizará la información del servidor y este mandara la orden al siguiente y así sucesivamente.

Del videojuego a la realidad : sistema interactivo para la seguridad vial

El vertiginoso crecimiento de los centros urbanos, las tecnologías emergentes y la demanda de nuevos servicios por parte de la población plantea encaminar esfuerzos hacia el desarrollo de las ciudades inteligentes. Éste concepto ha tomado fuerza entre los sectores político, económico, social, académico, ambiental y civil; de forma paralela, se han generado iniciativas que conducen hacia la integración de la infraestructura, la tecnología y los servicios para los ciudadanos. En éste contexto, una de las problemáticas con mayor impacto en la sociedad es la seguridad vial. Es necesario contar con mecanismos que disminuyan la accidentalidad, mejoren la atención a incidentes, optimicen la movilidad urbana y planeación municipal, ayuden a reducir el consumo de combustible y la emisión de gases de efecto de invernadero, así como ofrecer información dinámica y efectiva a los viajeros. En este artículo se describen dos (2) enfoques que contribuyen de manera eficiente dicho problema: los videojuegos como juegos serios y los sistemas de transporte inteligente. Ambos enfoques están encaminados a evitar colisiones y su diseño e implementación requieren componentes altamente tecnológicos (e.g. sistemas telemáticos e informáticos, inteligencia artificial, procesamiento de imágenes y modelado 3D).

Generación de trayectorias y evaluación de desempeño de robots manipuladores

Actualmente, en los procesos de fabricación industrial los robots manipuladores son componentes esenciales, esto se debe a las diversas tareas que son capa es de realizar, tales como: ensamble, soldadura, manipulación de objetos, dispensación, entre otras. Sin embargo, di has aplicaciones son para escenarios geométricos limitados y simplificados, además la programación es compleja, por lo que se consume mucho tiempo en la programación. Entonces, cuando el volumen de producción es bajo o está en continuo cambio, sigue siendo necesaria la intervención de humanos expertos para realizar estas tareas. De acuerdo a lo anterior, en esta tesis se propone una metodología basada en sensores de unidad de medición inercial, en inglés Inertial Measurement Units (IMU), y fusión de sensores para la adquisición de las trayectorias realizadas por un humano, estimación de orientación en dos dimensiones y estimación de posición en 3 dimensiones. Además, se involucra el modelado de robots manipuladores, generación de trayectorias, control cinemático empleado en la programación del robot, y por último una evaluación de desempeño del movimiento del robot basado en índices de desempeño. Los resultados experimentales obtenidos muestran que la metodología aplicada es capaz de estimar la trayectoria (en posición y orientación) a partir de los datos adquiridos de la trayectoria realizada por un humano sin el uso de Sistemas de Visión Computacional (SVC). El propósito principal de esta investigación es el desarrollo de una metodología, en la cual los datos coordenados de las trayectorias realizadas por humanos expertos puedan ser emuladas lo más preciso posible por robots manipuladores, sin consumir demasiado tiempo en la programación manual de posición y movimiento del robot en cada punto de la trayectoria deseada.

Reimaginar el mito de las gucamayas ilustraciones 3D: transición de las guacamayas de seres mágicos a mujeres

El siguiente proyecto, es una propuesta gráfica ilustrada en 3D, basada en la mitología cañari. El estudio realizado esboza breves rasgos de la cosmovisión generada a través del mito de la guacamaya. Donde se revela datos importantes que construye la identidad cultural del pueblo cañari. De igual manera se refleja la ilustración como proceso de creación de conocimientos, donde se comprende y exponen los contextos de la imagen dados desde el estudio anatómico y el uso de programas orientados a la generación de imágenes 2d y 3d. Asimismo se refleja la interpretación del mito expuesto desde la mirada del autor, desplegando potencias particulares que redefinen las practicas tradicionales, permitiendo que la ilustración se piense así misma como una producción y no solo como representación

Modelação e simulação do aprovisionamento de refinarias de petróleo bruto

Mestrado em Matemática Aplicada à Economia e à Gestão

Interfaz AIS para aplicaciones en CAD/CAM/CG

Los modeladores geométricos más comunes en el mercado ofrecen, además de sus servicios de modelado, una API (Application Programming Interface) que permite la construcción de aplicaciones o software cliente -- Estas aplicaciones aprovechan los servicios básicos del modelador para proveer tareas específicas -- Sin embargo las diferencias entre API´s de distintos modeladores imposibilita el intercambio del software cliente entre ellos -- Application Interface Specification -AIS- es una API genérica para ser usada por aplicaciones cliente de los modeladores geométricos -- Este artículo reporta la implementación de AIS sobre AutoCAD® y MicroStation® y discute aspectos importantes de dicha implementación -- Además presenta una aplicación cliente neutra que habla lenguaje AIS y por lo tanto se ejecuta transparentemente sobre los dos modeladores -- AIS se presenta como una alternativa económica para escribir aplicaciones de CAD/CAM/CG -- Futuros desarrollos incluyen la implementación de AIS para labores gráficas y/o de base de datos

obtención de barridos láser 3D nivelados conn el robot móvil Andábata en movimiento

Este artículo describe la adquisición de barridos tridimensionales (3D) nivelados en el robot móvil Andábata sin necesidad de detener su movimiento. Para ello, la computadora de Andábata debe integrar cada uno de los rangos láser, adquiridos con unos determinados ángulos de cabeceo y guiñada, con la información odométrica y las medidas de inclinación del vehículo para producir coordenadas Cartesianas niveladas referenciadas al inicio de cada barrido. Todo ello se ha realizado bajo el sistema operativo de robots ROS con la ayuda de paquetes estándard. El correcto funcionamiento de este esquema local de Localización y Modelado Simultáneos (SLAM) se ha comprobado experimentalmente sobre terreno inclinado.

Diseño y uso de una paleta háptica para prácticas de teleoperación con simulink

En este artículo se presenta el uso de dispositivos de realimentación de fuerzas de un grado de libertad como herramienta para el desarrollo de aplicaciones docentes en asignaturas de teleoperación y telerrobótica, con el objetivo de disponer de una interfaz física que pueda ser utilizada como equipo de prácticas. Estos dispositivos, conocidos como haptic paddle, ya han sido probados satisfactoriamente para aplicaciones educativas de modelado y simulación de sistemas, ntroducción a los haptics e ingeniería de control en diversas Universidades. Para el desarrollo de los experimentos que se muestran en este artículo se han utilizado dos dispositivos haptic paddle con un controlador basado en Arduino y fabricados mediante tecnologías aditivas de impresión 3D. Gracias a los sensores de fuerza y posición incorporados se pueden implementar esquemas bilaterales de teleoperación de posicón-posición y fuerza-posición.

Conexiones de Galois y técnicas de tratamiento de la información

En el ámbito de las estructuras ordenadas, Ø. Ore introdujo en 1944 el concepto de conexión de Galois como un par de funciones antítonas entre dos conjuntos parcialmente ordenados, generalizando así la teoría de polaridades entre retículos completos. Este concepto supone una generalización de la correspondencia subgrupo-subcuerpo que se describe en el clásico Teorema Fundamental de la Teoría de Galois, de ahí el origen del término. Años más tarde, J. Schmidt mantuvo la terminología de conexión de Galois, pero cambió las funciones antítonas por funciones isótonas, lo cual favoreció la aplicabilidad de este concepto a Computación. El término adjunción fue introducido en 1958 por D. M. Kan. Originalmente fueron definidas en un contexto categórico y tal vez debido a esto, pueden encontrarse gran cantidad de ejemplos de adjunciones en varias áreas de investigación, que van desde las más teóricas a las más aplicadas. En 1965, Lotfi Zadeh introduce la Teoría de Conjuntos Difusos. En su trabajo se aborda definitivamente el problema del modelado matemático de la ambigüedad, con la definición de conjunto difuso X en un universo U como una aplicación X: U→ [0,1] que asocia a cada elemento u del conjunto U un valor del intervalo real [0,1] y donde X(u) representa el grado de pertenencia de u al conjunto difuso X. El término conexión de Galois difusa fue introducido por R. Belohlávek como un par de aplicaciones definidas entre los conjuntos de conjuntos difusos definidos sobre dos universos. Desde entonces, en el ámbito de la lógica difusa, se pueden encontrar numerosos artículos en los cuales se estudian las conexiones de Galois difusas desde un punto de vista algebraico y abstracto. El objetivo principal de este trabajo es estudiar y caracterizar, a partir de una aplicación f: A→ B desde un conjunto A dotado con una determinada estructura hasta un conjunto B no necesariamente dotado de estructura, las situaciones en las cuales se pueda definir una estructura en B similar a la de A, de forma que además se pueda construir una aplicación g: B→ A tal que el par (f,g) sea una adjunción (conexión de Galois isótona). Se considera el conjunto A dotado con un orden parcial y se realiza la descomposición canónica de la función f a través del conjunto cociente de A con respecto a la relación núcleo. Partiendo del problema inicial de deducir las condiciones necesarias y suficientes para la existencia de un orden parcial en B y para la definición de un adjunto por la derecha de f, con esta descomposición canónica se pretende dividir la cuestión en tres problemas más simples, a saber, la construcción de un orden en el codominio y un adjunto por la derecha para cada una de las aplicaciones que forman parte de la citada descomposición. Esto resuelve la cuestión planteada para el caso de funciones que son sobreyectivas. Para el caso general, es necesario analizar previamente cómo extender una relación de preorden definida sobre un subconjunto de un conjunto dado a dicho conjunto, así como la definición de un adjunto por la derecha para la inclusión natural del subconjunto dentro del conjunto. Se continua la investigación considerando el conjunto A dotado con un preorden, en este caso la ausencia de la propiedad antisimétrica hace necesario utilizar la denominada relación p-núcleo, que es el cierre transitivo de la unión de la relación núcleo y la relación de equivalencia núcleo simétrico. Asimismo, el hecho de que no se tenga unicidad para el máximo o el mínimo de un subconjunto, conduce a trabajar con relaciones definidas en el conjunto de partes de un conjunto (concretamente, con el preorden de Hoare). Todo ello hace aumentar la dificultad en la búsqueda de las condiciones necesarias y suficientes para la existencia de una relación de preorden en el codominio y la existencia de un adjunto por la derecha. Se finaliza esta sección con el análisis de la unicidad del adjunto por la derecha y del orden parcial (preorden) definido sobre el codominio. Después del estudio anterior, se introducen los denominados operadores y sistemas de ≈-cierre en conjuntos preordenados y se analiza la relación existente entre ambos (que deja de ser biunívoca, como sucede en el caso de órdenes parciales). Se trabaja con la noción de compatibilidad respecto a una relación de equivalencia y se caracteriza la construcción de adjunciones entre conjuntos preordenados en términos de la existencia de un sistema de ≈-cierre compatible con la relación núcleo. En una segunda parte de la tesis, se aportan las definiciones de las nociones de adjunción difusa, co-adjunción difusa y conexiones de Galois difusas por la derecha y por la izquierda entre conjuntos con preórdenes difusos. Además se presentan las distintas caracterizaciones de los conceptos anteriormente señalados, así como las relaciones entre ellos. Se aborda la construcción de adjunciones entre conjuntos con órdenes difusos, utilizando de nuevo la relación núcleo, en su versión difusa, y la descomposición canónica de la función de partida respecto a ella. El teorema principal de esta sección recoge una caracterización para la definición de una relación difusa de orden sobre el codominio B y un adjunto por la derecha para f:(A, ρA) → B donde (A, ρA) es un conjunto con un orden difuso. El estudio del problema anterior entre conjuntos con preórdenes difusos, hace necesario trabajar con la relación difusa denominada p-núcleo. También es preciso definir un preorden difuso en el conjunto de partes de un conjunto para describir las condiciones bajo las que es posible la construcción de una adjunción. Se finaliza proponiendo la definición de sistema de cierre en un conjunto con un preorden difuso y algunas caracterizaciones más manejables. También se trabaja con los operadores de cierre definidos en un conjunto con un preorden difuso y se analiza la relación con los sistemas de cierre. Todo ello encaminado a caracterizar la construcción de un adjunto por la derecha y un preorden difuso sobre el codominio B de una de una aplicación f:(A, ρA) → B, donde ρA es un preorden difuso sobre A.

Caracterización ambiental de procesos productivos artesanales e identificación de riesgos.

99 hojas aproximadamente : ilustraciones, fotografías.

Aplicaciones de los modelos de predicción bio-inspirados en la administración

Las organizaciones y sus entornos son sistemas complejos. Tales sistemas son difíciles de comprender y predecir. Pese a ello, la predicción es una tarea fundamental para la gestión empresarial y para la toma de decisiones que implica siempre un riesgo. Los métodos clásicos de predicción (entre los cuales están: la regresión lineal, la Autoregresive Moving Average y el exponential smoothing) establecen supuestos como la linealidad, la estabilidad para ser matemática y computacionalmente tratables. Por diferentes medios, sin embargo, se han demostrado las limitaciones de tales métodos. Pues bien, en las últimas décadas nuevos métodos de predicción han surgido con el fin de abarcar la complejidad de los sistemas organizacionales y sus entornos, antes que evitarla. Entre ellos, los más promisorios son los métodos de predicción bio-inspirados (ej. redes neuronales, algoritmos genéticos /evolutivos y sistemas inmunes artificiales). Este artículo pretende establecer un estado situacional de las aplicaciones actuales y potenciales de los métodos bio-inspirados de predicción en la administración.