Seguimiento a la interacción del estudiante con recursos educativos desplegados en contextos diferentes al LMS a través de la implementación del estándar Tin Can Api

Los maestros deben fortalecer desde el currículo ambientes adecuados para que los estudiantes se apropien del manejo de las TIC (Tecnologías de la Información y Comunicación) y las involucren en el proceso de enseñanza - aprendizaje; favoreciendo con esto el desarrollo de los contenidos en todas las áreas -- Cuando se pretende hacer uso de las TIC para mejorar el aprendizaje significativo de los estudiantes, se evidencia la debilidad que tiene el maestro para realizar un seguimiento a las actividades informales que realiza el estudiante para comprender un tema o adquirir una competencia -- El primer acercamiento para mejorar esta problemática, es realizar una integración de un estándar educativo para llevar un control y registrar las actividades informales que el estudiante realice a través de Internet, empleando un sinnúmero de aplicaciones que la web ofrece -- Para el mejoramiento del proceso evaluativo de los estudiantes de la Institución Educativa San José, se implementará la integración del estándar Tin Can Api dentro de un prototipo para realizar seguimiento a las actividades informales que realicen los estudiantes con el fin de llevar un registro de experiencias de aprendizaje -- Teniendo en cuenta lo anterior el maestro debe estar preparado para utilizar metodologías apoyadas en las herramientas tecnológicas, así el aprendizaje se logra con mayor disfrute y calidad

Entorno de desarrollo integral para el lenguaje de modelado Tara

Máster Universitario en Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Numéricas en Ingeniería (SIANI)

Campus virtual de la Universidad de El Salvador

Para la creación del software Campus Virtual de la Universidad El Salvador (CAVIUES), se determinó la utilización de un estilo de administración de proyectos iterativo e incremental, con suficientes puntos de verificación como para poder tomar en cuenta las necesidades de cambios en el desarrollo del sistema, sin desviaciones mayores a planes realizados con sumo detalle, cuidado y dificultad, seleccionando así un método ágil que presenta la característica primordial de adaptarse para dar respuesta pronta y eficaz a los inevitables cambios. Así, se eligió al Microsoft Solutions Framework (MSF) como modelo de proceso que dirigirá el orden de las actividades del proyecto1. Este proporciona un sistema de modelos, principios, y pautas para dar soluciones a empresas que diseñan y desarrollan de una manera que se asegure de que todos los elementos de un proyecto, tales como gente, procesos, y herramientas, puedan ser manejados con éxito. De esta manera, para el análisis y determinación de requerimientos y posterior diseño del Sistema CAVIUES, se ha utilizado la notación del Lenguaje Unificado de Modelado (UML, por sus siglas en inglés, Unified Modelling Language), el cual constituye el lenguaje de modelado de sistemas de software más conocido en la actualidad; aún cuando todavía no es un estándar oficial, está apoyado en gran manera por el OMG (Object Management Group). Es un lenguaje estándar para la especificación, visualización, construcción y documentación de artefactos de sistemas de Software, muy bueno para la modelación de negocios y otros sistemas.

Metodologías de modelado, monitorización y asistencia robótica en neurorrehabilitación funcional de extremidad superior

La Organización Mundial de la Salud (OMS) prevé que para el año 2020, el Daño Cerebral Adquirido (DCA) estará entre las 10 causas más comunes de discapacidad. Estas lesiones, dadas sus consecuencias físicas, sensoriales, cognitivas, emocionales y socioeconómicas, cambian dramáticamente la vida de los pacientes y sus familias. Las nuevas técnicas de intervención precoz y el desarrollo de la medicina intensiva en la atención al DCA han mejorado notablemente la probabilidad de supervivencia. Sin embargo, hoy por hoy, las lesiones cerebrales no tienen ningún tratamiento quirúrgico que tenga por objetivo restablecer la funcionalidad perdida, sino que las terapias rehabilitadoras se dirigen hacia la compensación de los déficits producidos. Uno de los objetivos principales de la neurorrehabilitación es, por tanto, dotar al paciente de la capacidad necesaria para ejecutar las Actividades de Vida Diaria (AVDs) necesarias para desarrollar una vida independiente, siendo fundamentales aquellas en las que la Extremidad Superior (ES) está directamente implicada, dada su gran importancia a la hora de la manipulación de objetos. Con la incorporación de nuevas soluciones tecnológicas al proceso de neurorrehabilitación se pretende alcanzar un nuevo paradigma centrado en ofrecer una práctica personalizada, monitorizada y ubicua con una valoración continua de la eficacia y de la eficiencia de los procedimientos y con capacidad de generar conocimientos que impulsen la ruptura del paradigma de actual. Los nuevos objetivos consistirán en minimizar el impacto de las enfermedades que afectan a la capacidad funcional de las personas, disminuir el tiempo de incapacidad y permitir una gestión más eficiente de los recursos. Estos objetivos clínicos, de gran impacto socio-económico, sólo pueden alcanzarse desde una apuesta decidida en nuevas tecnologías, metodologías y algoritmos capaces de ocasionar la ruptura tecnológica necesaria que permita superar las barreras que hasta el momento han impedido la penetración tecnológica en el campo de la rehabilitación de manera universal. De esta forma, los trabajos y resultados alcanzados en la Tesis son los siguientes: 1. Modelado de AVDs: como paso previo a la incorporación de ayudas tecnológicas al proceso rehabilitador, se hace necesaria una primera fase de modelado y formalización del conocimiento asociado a la ejecución de las actividades que se realizan como parte de la terapia. En particular, las tareas más complejas y a su vez con mayor repercusión terapéutica son las AVDs, cuya formalización permitirá disponer de modelos de movimiento sanos que actuarán de referencia para futuros desarrollos tecnológicos dirigidos a personas con DCA. Siguiendo una metodología basada en diagramas de estados UML se han modelado las AVDs 'servir agua de una jarra' y 'coger un botella' 2. Monitorización ubícua del movimiento de la ES: se ha diseñado, desarrollado y validado un sistema de adquisición de movimiento basado en tecnología inercial que mejora las limitaciones de los dispositivos comerciales actuales (coste muy elevado e incapacidad para trabajar en entornos no controlados); los altos coeficientes de correlación y los bajos niveles de error obtenidos en los corregistros llevados a cabo con el sistema comercial BTS SMART-D demuestran la alta precisión del sistema. También se ha realizado un trabajo de investigación exploratorio de un sistema de captura de movimiento de coste muy reducido basado en visión estereoscópica, habiéndose detectado los puntos clave donde se hace necesario incidir desde un punto de vista tecnológico para su incorporación en un entorno real 3. Resolución del Problema Cinemático Inverso (PCI): se ha diseñado, desarrollado y validado una solución al PCI cuando el manipulador se corresponde con una ES humana estudiándose 2 posibles alternativas, una basada en la utilización de un Perceptrón Multicapa (PMC) y otra basada en sistemas Artificial Neuro-Fuzzy Inference Systems (ANFIS). La validación, llevada a cabo utilizando información relativa a los modelos disponibles de AVDs, indica que una solución basada en un PMC con 3 neuronas en la capa de entrada, una capa oculta también de 3 neuronas y una capa de salida con tantas neuronas como Grados de Libertad (GdLs) tenga el modelo de la ES, proporciona resultados, tanto de precisión como de tiempo de cálculo, que la hacen idónea para trabajar en sistemas con requisitos de tiempo real 4. Control inteligente assisted-as-needed: se ha diseñado, desarrollado y validado un algoritmo de control assisted-as-needed para una ortesis robótica con capacidades de actuación anticipatoria de la que existe un prototipo implementado en la actualidad. Los resultados obtenidos demuestran cómo el sistema es capaz de adaptarse al perfil disfuncional del paciente activando la ayuda en instantes anteriores a la ocurrencia de movimientos incorrectos. Esta estrategia implica un aumento en la participación del paciente y, por tanto, en su actividad muscular, fomentándose los procesos la plasticidad cerebral responsables del reaprendizaje o readaptación motora 5. Simuladores robóticos para planificación: se propone la utilización de un simulador robótico assisted-as-needed como herramienta de planificación de sesiones de rehabilitación personalizadas y con un objetivo clínico marcado en las que interviene una ortesis robotizada. Los resultados obtenidos evidencian como, tras la ejecución de ciertos algoritmos sencillos, es posible seleccionar automáticamente una configuración para el algoritmo de control assisted-as-needed que consigue que la ortesis se adapte a los criterios establecidos desde un punto de vista clínico en función del paciente estudiado. Estos resultados invitan a profundizar en el desarrollo de algoritmos más avanzados de selección de parámetros a partir de baterías de simulaciones Estos trabajos han servido para corroborar las hipótesis de investigación planteadas al inicio de la misma, permitiendo, asimismo, la apertura de nuevas líneas de investigación. Summary The World Health Organization (WHO) predicts that by the year 2020, Acquired Brain Injury (ABI) will be among the ten most common ailments. These injuries dramatically change the life of the patients and their families due to their physical, sensory, cognitive, emotional and socio-economic consequences. New techniques of early intervention and the development of intensive ABI care have noticeably improved the survival rate. However, in spite of these advances, brain injuries still have no surgical or pharmacological treatment to re-establish the lost functions. Neurorehabilitation therapies address this problem by restoring, minimizing or compensating the functional alterations in a person disabled because of a nervous system injury. One of the main objectives of Neurorehabilitation is to provide patients with the capacity to perform specific Activities of the Daily Life (ADL) required for an independent life, especially those in which the Upper Limb (UL) is directly involved due to its great importance in manipulating objects within the patients' environment. The incorporation of new technological aids to the neurorehabilitation process tries to reach a new paradigm focused on offering a personalized, monitored and ubiquitous practise with continuous assessment of both the efficacy and the efficiency of the procedures and with the capacity of generating new knowledge. New targets will be to minimize the impact of the sicknesses affecting the functional capabilitiies of the subjects, to decrease the time of the physical handicap and to allow a more efficient resources handling. These targets, of a great socio-economic impact, can only be achieved by means of new technologies and algorithms able to provoke the technological break needed to beat the barriers that are stopping the universal penetration of the technology in the field of rehabilitation. In this way, this PhD Thesis has achieved the following results: 1. ADL Modeling: as a previous step to the incorporation of technological aids to the neurorehabilitation process, it is necessary a first modelling and formalization phase of the knowledge associated to the execution of the activities that are performed as a part of the therapy. In particular, the most complex and therapeutically relevant tasks are the ADLs, whose formalization will produce healthy motion models to be used as a reference for future technological developments. Following a methodology based on UML state-chart diagrams, the ADLs 'serving water from a jar' and 'picking up a bottle' have been modelled 2. Ubiquitous monitoring of the UL movement: it has been designed, developed and validated a motion acquisition system based on inertial technology that improves the limitations of the current devices (high monetary cost and inability of working within uncontrolled environments); the high correlation coefficients and the low error levels obtained throughout several co-registration sessions with the commercial sys- tem BTS SMART-D show the high precision of the system. Besides an exploration of a very low cost stereoscopic vision-based motion capture system has been carried out and the key points where it is necessary to insist from a technological point of view have been detected 3. Inverse Kinematics (IK) problem solving: a solution to the IK problem has been proposed for a manipulator that corresponds to a human UL. This solution has been faced by means of two different alternatives, one based on a Mulilayer Perceptron (MLP) and another based on Artificial Neuro-Fuzzy Inference Systems (ANFIS). The validation of these solutions, carried out using the information regarding the previously generated motion models, indicate that a MLP-based solution, with an architecture consisting in 3 neurons in the input layer, one hidden layer of 3 neurons and an output layer with as many neurons as the number of Degrees of Freedom (DoFs) that the UL model has, is the one that provides the best results both in terms of precission and in terms of processing time, making in idoneous to be integrated within a system with real time restrictions 4. Assisted-as-needed intelligent control: an assisted-as-needed control algorithm with anticipatory actuation capabilities has been designed, developed and validated for a robotic orthosis of which there is an already implemented prototype. Obtained results demonstrate that the control system is able to adapt to the dysfunctional profile of the patient by triggering the assistance right before an incorrect movement is going to take place. This strategy implies an increase in the participation of the patients and in his or her muscle activity, encouraging the neural plasticity processes in charge of the motor learning 5. Planification with a robotic simulator: in this work a robotic simulator is proposed as a planification tool for personalized rehabilitation sessions under a certain clinical criterium. Obtained results indicate that, after the execution of simple parameter selection algorithms, it is possible to automatically choose a specific configuration that makes the assisted-as-needed control algorithm to adapt both to the clinical criteria and to the patient. These results invite researchers to work in the development of more complex parameter selection algorithms departing from simulation batteries Obtained results have been useful to corroborate the hypotheses set out at the beginning of this PhD Thesis. Besides, they have allowed the creation of new research lines in all the studied application fields.

Herramienta Web para el modelado de consultas CEP (Complex Event Processing)

RESUMEN En los últimos años, debido al incremento en la demanda por parte de las empresas de tecnologías que posibiliten la monitorización y el análisis de un gran volumen de datos en tiempo real, la tecnología CEP (Complex Event Processing) ha surgido como una potencia en alza y su uso se ha incrementado notablemente en ciertos sectores como, por ejemplo, la gestión y automatización de procesos de negocios, finanzas, monitorización de redes y aplicaciones, así como redes de sensores inteligentes como el caso de estudio en el que nos centraremos. CEP se basa en un lenguaje de procesamiento de eventos (Event Processing Language,EPL) cuya utilización puede resultar bastante compleja para usuarios inexpertos. Esta complejidad supone un hándicap y, por lo tanto, un problema a la hora de que su uso se extienda. Este Proyecto Fin de Grado (PFG) pretende dar una solución a este problema, acercando al usuario la tecnología CEP mediante técnicas de abstracción y modelado. Para ello, este PFG ha definido un lenguaje de modelado específico dominio, sencillo e intuitivo para el usuario inexperto, al que se ha dado soporte mediante el desarrollo de una herramienta de modelado gráfico (CEP Modeler) en la que se pueden modelar consultas CEP de forma gráfica, sencilla y de manera más accesible para el usuario. ABSTRACT Over recent years, more and more companies demand technology for monitoring and analyzing a vast volume of data in real time. In this regard, the CEP technology (Complex Event Processing) has emerged as a novel approach to that end, and its use has increased dramatically in certain domains, such as, management and automation of business processes, finance, monitoring of networks and applications, as well as smart sensor networks as the case study in which we will focus. CEP is based on in the Event Processing Language (EPL). This language can be rather difficult to use for new users. This complexity can be a handicap, and therefore, a problem at the time of extending its use. This project aims to provide a solution to this problem, trying to approach the CEP technology to users through abstraction and modelling techniques. To that end, this project has defined an intuitive and simple domain-specific modelling language for new users through a web tool (CEP Modeler) for graphically modeling CEP queries, in an easier and more accessible way.

¿Cómo afecta la cultura a la gramática? : El caso de los clíticos en el español americano

La sintaxis de una lengua se halla motivada semántica y pragmáticamente. La dimensión pragmática establece qué formas lingüísticas -y sus significados- son más apropiadas para qué contexto. En este trabajo intentamos mostrar cómo el lenguaje es modelado por la cultura cuando lo pragmático es etnopragmático. Los sesgos en la frecuencia relativa de uso de los clíticos de tercera persona en distintas variedades del español americano constituyen un ámbito adecuado. La naturaleza deíctica de los clíticos del español hace que se pongan en juego al menos dos tipos de dimensión pragmática: la dimensión referencial y la dimensión relacional. El valor que cobra la referencia es, ciertamente, cultural, asignado por la comunidad. En efecto, es esperable que diferentes grupos culturales asignen diferentes valores a los mismos referentes y que estos valores culturales influyan en la conformación de los paradigmas de la lengua. Ejemplificaremos la propuesta mediante la observación de la expansión del empleo de le y la ausencia del clítico en el campo de los acusativos en el español guaranítico argentino y del uso categórico y variable de los clíticos respecto de algunos verbos en el español de bolivianos residentes en la Argentina

¿Cómo afecta la cultura a la gramática? : El caso de los clíticos en el español americano

La sintaxis de una lengua se halla motivada semántica y pragmáticamente. La dimensión pragmática establece qué formas lingüísticas -y sus significados- son más apropiadas para qué contexto. En este trabajo intentamos mostrar cómo el lenguaje es modelado por la cultura cuando lo pragmático es etnopragmático. Los sesgos en la frecuencia relativa de uso de los clíticos de tercera persona en distintas variedades del español americano constituyen un ámbito adecuado. La naturaleza deíctica de los clíticos del español hace que se pongan en juego al menos dos tipos de dimensión pragmática: la dimensión referencial y la dimensión relacional. El valor que cobra la referencia es, ciertamente, cultural, asignado por la comunidad. En efecto, es esperable que diferentes grupos culturales asignen diferentes valores a los mismos referentes y que estos valores culturales influyan en la conformación de los paradigmas de la lengua. Ejemplificaremos la propuesta mediante la observación de la expansión del empleo de le y la ausencia del clítico en el campo de los acusativos en el español guaranítico argentino y del uso categórico y variable de los clíticos respecto de algunos verbos en el español de bolivianos residentes en la Argentina

¿Cómo afecta la cultura a la gramática? : El caso de los clíticos en el español americano

La sintaxis de una lengua se halla motivada semántica y pragmáticamente. La dimensión pragmática establece qué formas lingüísticas -y sus significados- son más apropiadas para qué contexto. En este trabajo intentamos mostrar cómo el lenguaje es modelado por la cultura cuando lo pragmático es etnopragmático. Los sesgos en la frecuencia relativa de uso de los clíticos de tercera persona en distintas variedades del español americano constituyen un ámbito adecuado. La naturaleza deíctica de los clíticos del español hace que se pongan en juego al menos dos tipos de dimensión pragmática: la dimensión referencial y la dimensión relacional. El valor que cobra la referencia es, ciertamente, cultural, asignado por la comunidad. En efecto, es esperable que diferentes grupos culturales asignen diferentes valores a los mismos referentes y que estos valores culturales influyan en la conformación de los paradigmas de la lengua. Ejemplificaremos la propuesta mediante la observación de la expansión del empleo de le y la ausencia del clítico en el campo de los acusativos en el español guaranítico argentino y del uso categórico y variable de los clíticos respecto de algunos verbos en el español de bolivianos residentes en la Argentina

¿Cómo afecta la cultura a la gramática? : El caso de los clíticos en el español americano

La sintaxis de una lengua se halla motivada semántica y pragmáticamente. La dimensión pragmática establece qué formas lingüísticas -y sus significados- son más apropiadas para qué contexto. En este trabajo intentamos mostrar cómo el lenguaje es modelado por la cultura cuando lo pragmático es etnopragmático. Los sesgos en la frecuencia relativa de uso de los clíticos de tercera persona en distintas variedades del español americano constituyen un ámbito adecuado. La naturaleza deíctica de los clíticos del español hace que se pongan en juego al menos dos tipos de dimensión pragmática: la dimensión referencial y la dimensión relacional. El valor que cobra la referencia es, ciertamente, cultural, asignado por la comunidad. En efecto, es esperable que diferentes grupos culturales asignen diferentes valores a los mismos referentes y que estos valores culturales influyan en la conformación de los paradigmas de la lengua. Ejemplificaremos la propuesta mediante la observación de la expansión del empleo de le y la ausencia del clítico en el campo de los acusativos en el español guaranítico argentino y del uso categórico y variable de los clíticos respecto de algunos verbos en el español de bolivianos residentes en la Argentina

Fault management techniques for systems with SRAM-based FPGAs

Las Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) SRAM se construyen sobre una memoria de configuración de tecnología RAM Estática (SRAM). Presentan múltiples características que las hacen muy interesantes para diseñar sistemas empotrados complejos. En primer lugar presentan un coste no-recurrente de ingeniería (NRE) bajo, ya que los elementos lógicos y de enrutado están pre-implementados (el diseño de usuario define su conexionado). También, a diferencia de otras tecnologías de FPGA, pueden ser reconfiguradas (incluso en campo) un número ilimitado de veces. Es más, las FPGAs SRAM de Xilinx soportan Reconfiguración Parcial Dinámica (DPR), la cual permite reconfigurar la FPGA sin interrumpir la aplicación. Finalmente, presentan una alta densidad de lógica, una alta capacidad de procesamiento y un rico juego de macro-bloques. Sin embargo, un inconveniente de esta tecnología es su susceptibilidad a la radiación ionizante, la cual aumenta con el grado de integración (geometrías más pequeñas, menores tensiones y mayores frecuencias). Esta es una precupación de primer nivel para aplicaciones en entornos altamente radiativos y con requisitos de alta confiabilidad. Este fenómeno conlleva una degradación a largo plazo y también puede inducir fallos instantáneos, los cuales pueden ser reversibles o producir daños irreversibles. En las FPGAs SRAM, los fallos inducidos por radiación pueden aparecer en en dos capas de arquitectura diferentes, que están físicamente superpuestas en el dado de silicio. La Capa de Aplicación (o A-Layer) contiene el hardware definido por el usuario, y la Capa de Configuración contiene la memoria de configuración y la circuitería de soporte. Los fallos en cualquiera de estas capas pueden hacer fracasar el sistema, lo cual puede ser ás o menos tolerable dependiendo de los requisitos de confiabilidad del sistema. En el caso general, estos fallos deben gestionados de alguna manera. Esta tesis trata sobre la gestión de fallos en FPGAs SRAM a nivel de sistema, en el contexto de sistemas empotrados autónomos y confiables operando en un entorno radiativo. La tesis se centra principalmente en aplicaciones espaciales, pero los mismos principios pueden aplicarse a aplicaciones terrenas. Las principales diferencias entre ambas son el nivel de radiación y la posibilidad de mantenimiento. Las diferentes técnicas para la gestión de fallos en A-Layer y C-Layer son clasificados, y sus implicaciones en la confiabilidad del sistema son analizados. Se proponen varias arquitecturas tanto para Gestores de Fallos de una capa como de doble-capa. Para estos últimos se propone una arquitectura novedosa, flexible y versátil. Gestiona las dos capas concurrentemente de manera coordinada, y permite equilibrar el nivel de redundancia y la confiabilidad. Con el objeto de validar técnicas de gestión de fallos dinámicas, se desarrollan dos diferentes soluciones. La primera es un entorno de simulación para Gestores de Fallos de C-Layer, basado en SystemC como lenguaje de modelado y como simulador basado en eventos. Este entorno y su metodología asociada permite explorar el espacio de diseño del Gestor de Fallos, desacoplando su diseño del desarrollo de la FPGA objetivo. El entorno incluye modelos tanto para la C-Layer de la FPGA como para el Gestor de Fallos, los cuales pueden interactuar a diferentes niveles de abstracción (a nivel de configuration frames y a nivel físico JTAG o SelectMAP). El entorno es configurable, escalable y versátil, e incluye capacidades de inyección de fallos. Los resultados de simulación para algunos escenarios son presentados y comentados. La segunda es una plataforma de validación para Gestores de Fallos de FPGAs Xilinx Virtex. La plataforma hardware aloja tres Módulos de FPGA Xilinx Virtex-4 FX12 y dos Módulos de Unidad de Microcontrolador (MCUs) de 32-bits de propósito general. Los Módulos MCU permiten prototipar Gestores de Fallos de C-Layer y A-Layer basados en software. Cada Módulo FPGA implementa un enlace de A-Layer Ethernet (a través de un switch Ethernet) con uno de los Módulos MCU, y un enlace de C-Layer JTAG con el otro. Además, ambos Módulos MCU intercambian comandos y datos a través de un enlace interno tipo UART. Al igual que para el entorno de simulación, se incluyen capacidades de inyección de fallos. Los resultados de pruebas para algunos escenarios son también presentados y comentados. En resumen, esta tesis cubre el proceso completo desde la descripción de los fallos FPGAs SRAM inducidos por radiación, pasando por la identificación y clasificación de técnicas de gestión de fallos, y por la propuesta de arquitecturas de Gestores de Fallos, para finalmente validarlas por simulación y pruebas. El trabajo futuro está relacionado sobre todo con la implementación de Gestores de Fallos de Sistema endurecidos para radiación. ABSTRACT SRAM-based Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) are built on Static RAM (SRAM) technology configuration memory. They present a number of features that make them very convenient for building complex embedded systems. First of all, they benefit from low Non-Recurrent Engineering (NRE) costs, as the logic and routing elements are pre-implemented (user design defines their connection). Also, as opposed to other FPGA technologies, they can be reconfigured (even in the field) an unlimited number of times. Moreover, Xilinx SRAM-based FPGAs feature Dynamic Partial Reconfiguration (DPR), which allows to partially reconfigure the FPGA without disrupting de application. Finally, they feature a high logic density, high processing capability and a rich set of hard macros. However, one limitation of this technology is its susceptibility to ionizing radiation, which increases with technology scaling (smaller geometries, lower voltages and higher frequencies). This is a first order concern for applications in harsh radiation environments and requiring high dependability. Ionizing radiation leads to long term degradation as well as instantaneous faults, which can in turn be reversible or produce irreversible damage. In SRAM-based FPGAs, radiation-induced faults can appear at two architectural layers, which are physically overlaid on the silicon die. The Application Layer (or A-Layer) contains the user-defined hardware, and the Configuration Layer (or C-Layer) contains the (volatile) configuration memory and its support circuitry. Faults at either layers can imply a system failure, which may be more ore less tolerated depending on the dependability requirements. In the general case, such faults must be managed in some way. This thesis is about managing SRAM-based FPGA faults at system level, in the context of autonomous and dependable embedded systems operating in a radiative environment. The focus is mainly on space applications, but the same principles can be applied to ground applications. The main differences between them are the radiation level and the possibility for maintenance. The different techniques for A-Layer and C-Layer fault management are classified and their implications in system dependability are assessed. Several architectures are proposed, both for single-layer and dual-layer Fault Managers. For the latter, a novel, flexible and versatile architecture is proposed. It manages both layers concurrently in a coordinated way, and allows balancing redundancy level and dependability. For the purpose of validating dynamic fault management techniques, two different solutions are developed. The first one is a simulation framework for C-Layer Fault Managers, based on SystemC as modeling language and event-driven simulator. This framework and its associated methodology allows exploring the Fault Manager design space, decoupling its design from the target FPGA development. The framework includes models for both the FPGA C-Layer and for the Fault Manager, which can interact at different abstraction levels (at configuration frame level and at JTAG or SelectMAP physical level). The framework is configurable, scalable and versatile, and includes fault injection capabilities. Simulation results for some scenarios are presented and discussed. The second one is a validation platform for Xilinx Virtex FPGA Fault Managers. The platform hosts three Xilinx Virtex-4 FX12 FPGA Modules and two general-purpose 32-bit Microcontroller Unit (MCU) Modules. The MCU Modules allow prototyping software-based CLayer and A-Layer Fault Managers. Each FPGA Module implements one A-Layer Ethernet link (through an Ethernet switch) with one of the MCU Modules, and one C-Layer JTAG link with the other. In addition, both MCU Modules exchange commands and data over an internal UART link. Similarly to the simulation framework, fault injection capabilities are implemented. Test results for some scenarios are also presented and discussed. In summary, this thesis covers the whole process from describing the problem of radiationinduced faults in SRAM-based FPGAs, then identifying and classifying fault management techniques, then proposing Fault Manager architectures and finally validating them by simulation and test. The proposed future work is mainly related to the implementation of radiation-hardened System Fault Managers.

Actividades de gamificación para educación

El objetivo de este trabajo es el de desarrollar un módulo de actividades para la asignatura Procesadores de Lenguajes impartida en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Informáticos (ETSIInf) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Este módulo forma parte de una plataforma más grande que pretende mejorar la experiencia de los alumnos y su rendimiento en la asignatura utilizando técnicas de gamificación. Para ello se ha partido de una versión anterior no funcional y se ha aplicado un ciclo de desarrollo completo. Utilizando las recomendaciones de requisitos de IEEE y el lenguaje de modelado IFML se realizó un nuevo diseño que luego fue implementado utilizando HTML, CSS y PHP. Tras completar la implementación se realizaron una serie de pruebas y se obtuvo una versión funcional lista para utilizarse. Se espera que este módulo se convierta en una herramienta que ayuda a en la consecución del objetivo que esta plataforma de gamificación se ha propuesto alcanzar.---ABSTRACT---The objective of this work is to develop an activities module for the subject Procesadores de Lenguajes taught in the Escuela Técnica Superior de Ingenieros Informáticos (ETSIInf) of the Universidad Politécnica de Madrid (UPM). This module is part of a larger platform whose goal is to improve the students’ experience and, performance in the course using gamification techniques. A full development cycle has been applied starting from a previous nonfunctional version. Using the IEEE’s requirements recommendations and the IFML modeling language a new design was made. Then, it was coded using HTML, CSS and PHP. After completing the implementation a series of tests were carried out. At the end of the process a working version ready to be used was obtained. It is expected that this module will become a tool to help in achieving the objective of the gamification platform.

Development of a sensorimotor algorithm able to deal with unforeseen pushes and its implementation based on VHDL

Development of a Sensorimotor Algorithm Able to Deal with Unforeseen Pushes and Its Implementation Based on VHDL is the title of my thesis which concludes my Bachelor Degree in the Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Sistemas de Telecomunicación of the Universidad Politécnica de Madrid. It encloses the overall work I did in the Neurorobotics Research Laboratory from the Beuth Hochschule für Technik Berlin during my ERASMUS year in 2015. This thesis is focused on the field of robotics, specifically an electronic circuit called Cognitive Sensorimotor Loop (CSL) and its control algorithm based on VHDL hardware description language. The reason that makes the CSL special resides in its ability to operate a motor both as a sensor and an actuator. This way, it is possible to achieve a balanced position in any of the robot joints (e.g. the robot manages to stand) without needing any conventional sensor. In other words, the back electromotive force (EMF) induced by the motor coils is measured and the control algorithm responds depending on its magnitude. The CSL circuit contains mainly an analog-to-digital converter (ADC) and a driver. The ADC consists on a delta-sigma modulation which generates a series of bits with a certain percentage of 1's and 0's, proportional to the back EMF. The control algorithm, running in a FPGA, processes the bit frame and outputs a signal for the driver. This driver, which has an H bridge topology, gives the motor the ability to rotate in both directions while it's supplied with the power needed. The objective of this thesis is to document the experiments and overall work done on push ignoring contractive sensorimotor algorithms, meaning sensorimotor algorithms that ignore large magnitude forces (compared to gravity) applied in a short time interval on a pendulum system. This main objective is divided in two sub-objectives: (1) developing a system based on parameterized thresholds and (2) developing a system based on a push bypassing filter. System (1) contains a module that outputs a signal which blocks the main Sensorimotor algorithm when a push is detected. This module has several different parameters as inputs e.g. the back EMF increment to consider a force as a push or the time interval between samples. System (2) consists on a low-pass Infinite Impulse Response digital filter. It cuts any frequency considered faster than a certain push oscillation. This filter required an intensive study on how to implement some functions and data types (fixed or floating point data) not supported by standard VHDL packages. Once this was achieved, the next challenge was to simplify the solution as much as possible, without using non-official user made packages. Both systems behaved with a series of interesting advantages and disadvantages for the elaboration of the document. Stability, reaction time, simplicity or computational load are one of the many factors to be studied in the designed systems. RESUMEN. Development of a Sensorimotor Algorithm Able to Deal with Unforeseen Pushes and Its Implementation Based on VHDL es un Proyecto de Fin de Grado (PFG) que concluye mis estudios en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Sistemas de Telecomunicación de la Universidad Politécnica de Madrid. En él se documenta el trabajo de investigación que realicé en el Neurorobotics Research Laboratory de la Beuth Hochschule für Technik Berlin durante el año 2015 mediante el programa de intercambio ERASMUS. Este PFG se centra en el campo de la robótica y en concreto en un circuito electrónico llamado Cognitive Sensorimotor Loop (CSL) y su algoritmo de control basado en lenguaje de modelado hardware VHDL. La particularidad del CSL reside en que se consigue que un motor haga las veces tanto de sensor como de actuador. De esta manera es posible que las articulaciones de un robot alcancen una posición de equilibrio (p.ej. el robot se coloca erguido) sin la necesidad de sensores en el sentido estricto de la palabra. Es decir, se mide la propia fuerza electromotriz (FEM) inducida sobre el motor y el algoritmo responde de acuerdo a su magnitud. El circuito CSL se compone de un convertidor analógico-digital (ADC) y un driver. El ADC consiste en un modulador sigma-delta, que genera una serie de bits con un porcentaje de 1's y 0's determinado, en proporción a la magnitud de la FEM inducida. El algoritmo de control, que se ejecuta en una FPGA, procesa esta cadena de bits y genera una señal para el driver. El driver, que posee una topología en puente H, provee al motor de la potencia necesaria y le otorga la capacidad de rotar en cualquiera de las dos direcciones. El objetivo de este PFG es documentar los experimentos y en general el trabajo realizado en algoritmos Sensorimotor que puedan ignorar fuerzas de gran magnitud (en comparación con la gravedad) y aplicadas en una corta ventana de tiempo. En otras palabras, ignorar empujones conservando el comportamiento original frente a la gravedad. Para ello se han desarrollado dos sistemas: uno basado en umbrales parametrizados (1) y otro basado en un filtro de corte ajustable (2). El sistema (1) contiene un módulo que, en el caso de detectar un empujón, genera una señal que bloquea el algoritmo Sensorimotor. Este módulo recibe diferentes parámetros como el incremento necesario de la FEM para que se considere un empujón o la ventana de tiempo para que se considere la existencia de un empujón. El sistema (2) consiste en un filtro digital paso-bajo de respuesta infinita que corta cualquier variación que considere un empujón. Para crear este filtro se requirió un estudio sobre como implementar ciertas funciones y tipos de datos (coma fija o flotante) no soportados por las librerías básicas de VHDL. Tras esto, el objetivo fue simplificar al máximo la solución del problema, sin utilizar paquetes de librerías añadidos. En ambos sistemas aparecen una serie de ventajas e inconvenientes de interés para el documento. La estabilidad, el tiempo de reacción, la simplicidad o la carga computacional son algunas de las muchos factores a estudiar en los sistemas diseñados. Para concluir, también han sido documentadas algunas incorporaciones a los sistemas: una interfaz visual en VGA, un módulo que compensa el offset del ADC o la implementación de una batería de faders MIDI entre otras.

Especificación de un sistema de comercializacion móvil para el sector servicios

Este Trabajo Fin de Grado aborda la especificación para el desarrollo de un sistema de comercialización orientado al sector Servicios que trabaje en tiempo real y que se fundamente en poner en contacto la oferta y la demanda. De esta forma, cuando un cliente requiera un servicio se activa como demandante y los proveedores de ese servicio reciben esa petición y pueden enviarle una oferta. El proyecto consta de una primera parte de introducción y descripción de las herramientas empleadas, para luego pasar a la metodología. La planificación especifica los requisitos del sistema que serán estudiados con más profundidad posteriormente en el estudio de viabilidad. Para el diseño y el análisis del sistema nos centramos en la definición de los casos de uso y las clases que se van a emplear durante el desarrollo. Por último se describe un prototipo que define las interfaces con las que se comunicarán los usuarios de la aplicación. Se describen en la parte final unas conclusiones y los posibles avances futuros del proyecto.

Apoyo a la construcción de un software de soporte a decisiones concernientes al comercio entre Colombia y Estados Unidos

La entrada en vigor del Tratado de Libre Comercio (TLC) con Estados Unidos representa para los empresarios colombianos la oportunidad de acceder al mercado más importante del mundo en una posición privilegiada, bajo la cual resulta más sencilla la colocación de productos en este pais para aquellas compañías con vocación exportadora. Sin embargo, la alta competencia y desarrollo de este mercado hace necesario que las empresas cuenten con información apropiada que les permita enfocar sus esfuerzos en productos, segmentos de mercado o Estados específicos donde puedan alcanzar la sostenibilidad y perdurabilidad en el tiempo, así como el desarrollo de nuevas posibilidades comerciales. Para tal fin, realizamos este trabajo de investigación con el cual se busca generar una herramienta informática que contenga información respecto al flujo comercial de Colombia hacia cada uno de los 50 estados de EE.UU., detallando en cada caso las oportunidades comerciales identificadas por partidas arancelarias; y que servirá de apoyo para aquellos empresarios colombianos que buscan beneficiarse de la nueva coyuntura comercial que ofrece el acuerdo bilateral.

Teoría de modelado del e-learning y aplicación a un sistema de pistas adaptativo en tutoría inteligente utilizando técnicas de web semántica.

Se trata de habilitar las mejores prácticas de enseñanza a través de las tecnologías de la información para posibilitar un aprendizaje más efectivo para los alumnos, así como proporcionar un sencillo y flexible acceso a todas las potencialidades para los profesores, al mismo tiempo que se maximiza la eficiencia y adecuación de su implementación usando las tecnologías de la información. Se define una teoría de modelado del e-learning, que por un lado aporte una visión global de modelado del e-learning; y por otro, modele de forma completa desde diferentes puntos de vista aspectos para los que se detectan carencias Otro objetivo es crear un nuevo sistema de pistas adaptativo en tutoría inteligente utilizando técnicas de Web semántica, donde se apliquen varios de los diferentes aspectos de la teoría. En esta tesis se proporciona una teoría de modelado del e-learning, que incluye una visión global sobre qué modelar y cómo hacerlo, las interrelaciones entre diferentes conceptos y elementos, una visión ideal sobre el e-learning, una propuesta de proceso de desarrollo en ciclo de vida, y un plan general de evaluación de los diferentes aspectos involucrados. Además, como parte de esta teoría, se han analizado las relaciones entre las funcionalidades de sistemas de gestión del aprendizaje y los estándares de e-learning actuales, se ha definido un nuevo modelo que extiende UML y otro basado en la especificación IMS-CP (Content Packaging) para el modelado de cursos completos en sistemas de gestión del aprendizaje, se ha contribuido en varias herramientas de autor que pueden verse como modelados en lenguaje natural de diferentes aspectos del e-learning de forma que sean sencillos de utilizar por profesores sin grandes conocimientos tecnológicos, y se ha creado una nueva teoría de reglas de adaptación personalizadas que son atómicas, reusables, intercambiables, e interoperables. Se ha definido una nueva especificación de pistas para el aprendizaje basado en problemas, que recopila funcionalidades de otros sistemas del estado del arte, pero también incluye nuevas funcionalidades basadas en ideas propias, dando una justificación pedagógica de cada aspecto. Se ha establecido un mapeo a XML, y otra representación a UML. Así mismo, se ha diseñado una herramienta de autor que permite a profesores sin grandes conocimientos tecnológicos crear los ejercicios con pistas de acuerdo con la especificación. Para poner en práctica este modelo de pistas, se ha implementado un módulo reproductor de pistas programado en python como una extesión al tutor inteligente XTutor. Este reproductor permite desplegar ejercicios con pistas que cubren los casos de la nueva especificación definida y que quedan disponibles vía Web para su uso por parte de los alumnos. También se ha diseñado una herramienta de competición innovadora para aprovechar la motivación junto con el aprendizaje basado en problemas.