National Polytechnic School
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Desarrollo de un aplicativo web y móvil de apoyo a la administración del Club de Bienestar Animal de la EPN : aplicativo web de control y seguimiento de adopciones (Front End).
Full text linkEl presente trabajo aborda el desarrollo del frontend de una aplicación web para el Club de Bienestar Animal PoliPerros de la Escuela Politécnica Nacional. Su objetivo principal es proporcionar una plataforma centralizada que mejore la interacción con los usuarios mediante un diseño intuitivo y funcional, optimizando los procesos informativos y administrativos del club. La aplicación permite visualizar información clave, como la misión y visión del club, detalles sobre perros permanentes y temporales disponibles para adopción, y cursos ofrecidos al público. Además, integra módulos para gestionar adopciones, realizar el seguimiento post-adopción y administrar usuarios, mejorando la eficiencia de los procesos internos. Para garantizar una experiencia de usuario fluida y accesible, el desarrollo del frontend se desarrolló utilizando React, una tecnología moderna y ampliamente utilizada en el diseño de interfaces web. El desarrollo del proyecto siguió el marco de trabajo ágil Scrum, estructurado en cinco sprints. En cada sprint se entregó un incremento funcional, permitiendo avances iterativos y colaborativos. Las fases del proyecto incluyeron preparación inicial, planificación y estimación, implementación, revisión y retrospectiva, y el lanzamiento del producto. Una vez finalizado el desarrollo, se llevaron a cabo pruebas de usabilidad para evaluar la experiencia de los usuarios, obteniendo resultados positivos que reflejan la facilidad de uso y el cumplimiento de los objetivos planteados.This work addresses the development of the front end of a web application for the PoliPerros Animal Welfare Club at the National Polytechnic School. Its main objective is to provide a centralized platform that improves interaction with users through an intuitive and functional design, optimizing the club’s information and administrative process. The application enables users to visualize key information, such as the club’s mission and vision, details about permanent and temporary dogs available for adoption, and courses offered to the public. In addition, it integrates modules to manage adoptions, post-adoptions follow up and user administration, improving the efficiency of the internal process. To ensure a smooth and accessible user experience, the frontend was developed using React, a modern technology widely used in web interface design. The development of the project followed the Agile Scrum Framework, structured into five sprints. A functional increment was delivered in each sprint, an enabling iterative and collaborative progress. The project phases included initial preparation, planning and estimation, implementation, revision and retrospective, and product release. Once development was completed, usability testing was conducted to evaluate the user experience, with positive results reflecting ease of use and the compliance of the stated objectives
Diseño y construcción de un modelo de prueba de concepto de una máquina para recoger basura de las playas del Ecuador : diseño y construcción del sistema de transmisión de potencia o toma de fuerza del modelo de prueba conceptual de la máquina
No full textLas playas del Ecuador enfrentan un grave problema de contaminación debido a las diversas actividades humanas que se desarrollan en sus alrededores. La acumulación de residuos en estas zonas no solo afecta la estética del paisaje, sino que también pone en riesgo la biodiversidad marina y terrestre. Para mitigar este problema y reducir la cantidad de desechos en el ecosistema costero, una alternativa viable es la automatización de los procesos de limpieza mediante el uso de máquinas especializadas. La utilización de equipos mecánicos permite una recolección más eficiente y sistemática de los desechos en comparación con los métodos manuales tradicionales.
El objetivo de emplear diferentes máquinas comerciales para la limpieza de playas es optimizar la recolección de residuos a través de diversos sistemas operativos diseñados para esta función. Sin embargo, muchas de estas soluciones disponibles en el mercado pueden estar sobredimensionadas para ciertas aplicaciones, lo que incrementa costos y dificulta su implementación en espacios específicos. Por este motivo, este trabajo propone el diseño preliminar de un modelo de prueba de concepto para una máquina de limpieza de playas, con especial énfasis en el desarrollo de un sistema de transmisión de potencia adecuado a las restricciones del equipo.
El sistema de transmisión está compuesto por ejes, un par de engranajes cónicos, una junta cardán doble telescópica y un sistema de poleas, los cuales permiten un adecuado funcionamiento del mecanismo. Los resultados obtenidos indican que el uso de juntas cardán representa una alternativa viable para sustituir las mangueras hidráulicas utilizadas en modelos comerciales. Además, este sistema posibilita cambios de dirección en el equipo sin generar interferencias en su operación, lo que mejora su eficiencia y adaptabilidad a distintos terrenos.The beaches of Ecuador face a serious pollution problem due to the various human activities that take place in their surroundings. The accumulation of waste in these areas not only affects the aesthetic landscape but also puts marine and terrestrial biodiversity at risk. To mitigate this problem and reduce the amount of waste in the coastal ecosystem, a viable alternative is the automation of cleaning processes through the use of specialized machines. The use of mechanical equipment allows for more efficient and systematic waste collection compared to traditional manual methods.
The goal of using different commercial machines for beach cleaning is to optimize waste collection through various operational systems designed for this purpose. However, many of these available solutions on the market may be oversized for certain applications, which increases costs and makes implementation in specific areas difficult. For this reason, this work proposes the preliminary design of a proof-of-concept model for a beach cleaning machine, with a special focus on developing a power transmission system suitable for the limitations of the equipment.
The transmission system consists of shafts, a pair of bevel gears, a double telescopic cardan joint, and a pulley system, all of which allow the mechanism to function properly. The results obtained indicate that the use of cardan joints represents a viable alternative to replace the hydraulic hoses used in commercial models. Additionally, this system enables directional changes in the equipment without causing interference in its operation, which improves its efficiency and adaptability to different terrains
Diseño e implementación de un dispositivo IoT y una aplicación web destinados para la monitorización de cultivos hidropónicos de hortalizas : diseño e implementación de una aplicación web para la monitorización de cultivos hidropónicos de hortalizas.
Full text linkLa agricultura enfrenta desafíos como la contaminación, el cambio climático y la escasez de tierras cultivables, lo que ha impulsado la búsqueda de soluciones que mejoren la producción, como la Hidroponía. Al mismo tiempo, el uso de tecnologías emergentes como el Internet de las Cosas (IoT, por sus siglas en inglés), ha transformado múltiples sectores, incluida la agricultura. Sin embargo, en Ecuador, la adopción de estas soluciones aún es limitada debido a los altos costos y la falta de conocimientos técnicos. En este contexto, el presente trabajo propone el diseño e implementación de una aplicación web para la monitorización de cultivos hidropónicos NFT (Nutrient Film Technique), basada en una arquitectura IoT de tres capas, con especial énfasis en la capa de aplicación. La aplicación web desarrollada permite supervisar en tiempo real parámetros clave de los cultivos hidropónicos como el pH, la temperatura y el nivel de agua, consultar datos históricos y recibir alertas automáticas cuando los valores se desvían de los rangos establecidos, facilitando la toma de decisiones en los cultivos. Para su desarrollo, se emplearon metodologías ágiles como Extreme Programming (XP) y Scrum, asegurando entregas incrementales alineadas a las necesidades de los usuarios. La aplicación fue desarrollada con React.js, Firebase y Node.js, incorporando Chart.js para la visualización de datos en gráficos. La aplicación fue validada mediante pruebas de integración y de usabilidad. Las pruebas de integración garantizaron el correcto funcionamiento de los componentes desarrollados, mientras que las pruebas de usabilidad confirmaron que la interfaz y las funcionalidades son intuitivas para los hidrocultores.Agriculture faces challenges such as pollution, climate change and scarcity of arable land, which has driven the search for solutions that improve production, such as Hydroponics. At the same time, the use of emerging technologies such as the Internet of Things (IoT) has transformed multiple sectors, including agriculture. However, in Ecuador, the adoption of these solutions is still limited due to high costs and lack of technical knowledge. In this context, the present work proposes the design and implementation of a web application for monitoring NFT (Nutrient Film Technique) hydroponic crops, based on a three-layer IoT architecture, with special emphasis on the application layer. The developed web application allows real-time monitoring of key parameters of hydroponic crops such as pH, temperature and water level, consulting historical data and receiving automatic alerts when values deviate from established ranges, facilitating decision-making in crops. Agile methodologies such as Extreme Programming (XP) and Scrum were used for its development, ensuring incremental deliveries aligned with user needs. The application was developed with React.js, Firebase and Node.js, incorporating Chart.js for data visualization in graphs.The application was validated through integration and usability tests. The integration tests guaranteed the correct functioning of the developed components, while the usability tests confirmed that the interface and functionalities are intuitive for hydroculturists
Herramientas de seguridad ofensiva : capa de servicios api rest que permita la invocación de herramientas y la construcción de reportes personalizados.
Full text linkEl presente trabajo de titulación describe detalladamente el diseño y la implementación de la capa de servicios API REST, la cual tiene como objetivo permitir la invocación de diversas herramientas especializadas en el análisis de vulnerabilidades. Con esta capa de servicios, se podrá generar un informe detallado sobre las vulnerabilidades encontradas en los sistemas, sin que el usuario necesite tener conocimientos profundos sobre el uso de cada una de las herramientas empleadas. Entre las herramientas utilizadas se incluyen NMAP, NIKTO y WAPITI, las cuales se conectan directamente a través de los servicios API REST para realizar las consultas necesarias y obtener un análisis exhaustivo.Una de las principales ventajas de esta capa de servicios es que facilita la interacción con las herramientas de análisis sin necesidad de instalar software adicional, ya que los servicios se desarrollan utilizando el framework de Python, lo que permite la inclusión directa de librerías necesarias sin tener que preocuparse por la instalación manual de cada herramienta. Esto optimiza el proceso, asegurando que los usuarios puedan realizar las tareas de análisis de vulnerabilidades de manera más eficiente. Además, esta solución también está diseñada para integrarse con una interfaz gráfica de usuario, lo que hace mucho más accesible y amigable la utilización de las herramientas, especialmente para usuarios que no tienen experiencia técnica.El desarrollo de esta capa de servicios no solo simplifica el proceso de análisis de vulnerabilidades, sino que también permite a los usuarios interactuar de manera más eficiente y efectiva con las herramientas, facilitando así la evaluación de seguridad en diversos entornos informáticos, lo que contribuye significativamente a mejorar la seguridad de los sistemas.This thesis work describes in detail the design and implementation of the REST API service layer, which aims to enable the invocation of various specialized tools for vulnerability analysis. With this service layer, a detailed report can be generated on the vulnerabilities found in systems, without the user needing in-depth knowledge of how to use each of the tools employed. The tools used include NMAP, NIKTO, and WAPITI, which are directly connected through the REST API services to perform the necessary queries and obtain a comprehensive analysis.One of the main advantages of this service layer is that it facilitates interaction with the analysis tools without the need to install additional software, as the services are developed using the Python framework, which allows the direct inclusion of the necessary libraries without having to worry about manually installing each tool. This optimizes the process, ensuring that users can carry out vulnerability analysis tasks more efficiently. Additionally, this solution is also designed to integrate with a graphical user interface, making the use of the tools much more accessible and user-friendly, especially for users with no technical experience.The development of this service layer not only simplifies the process of vulnerability analysis but also allows users to interact more efficiently and effectively with the tools, thus facilitating security assessments in various IT environments, which significantly contributes to improving the security of systems
Desarrollo de software libre para la simulación de problemas elementales de fenómenos de transporte : balance de energía y distribución de temperaturas en sólidos y en flujos laminares.
Full text linkEn la Facultad de Ingeniería Química y Agroindustria, la transferencia de calor es un componente central en sus programas de pregrado, con un enfoque en conceptos básicos y fundamentales para la formación de ingenieros. Sin embargo, los contenidos relacionados con fuentes energéticas suelen recibir poca atención y rara vez se complementan con simulaciones prácticas. Aunque existen softwares especializados para este tipo de análisis, muchos son costosos y están diseñados para obtener resultados, sin priorizar el aprendizaje práctico ni la accesibilidad para los estudiantes. Por estos motivos, el presente estudio tuvo como objetivo desarrollar un software de código abierto que simule problemas clásicos de transferencia de calor asociados a fuentes energéticas. Se analizaron tres tipos de fuentes en casos específicos: fuente eléctrica en un alambre cilíndrico largo, fuente viscosa en un fluido tipo Couette confinado entre cilindros concéntricos y fuente química en un fluido inerte que ingresa a un reactor PFR empacado. La herramienta, desarrollada en Python, permite resolver estos casos en estado estacionario y transitorio mediante métodos analíticos y numéricos, además de incluir un manual de usuario para facilitar su uso. Como resultado, se obtuvo una interfaz gráfica intuitiva que genera perfiles de temperatura y animaciones en función del tiempo a partir de los datos del usuario. Los problemas en estado transitorio se resolvieron con el método de diferencias finitas, validados mediante un análisis de error al alcanzar el estado estacionario en referencia a la solución analítica, con resultados inferiores al 0,1 % de error RMSE en los tres casos.At the Faculty of Chemical Engineering and Agroindustry, heat transfer is a central component in its undergraduate programs, with a focus on basic and fundamental concepts for engineering education. However, content related to energy sources tends to receive little attention and is rarely complemented with practical simulations. Although specialized software exists for this type of analysis, many are expensive and are designed to obtain results, without prioritizing practical learning or accessibility for students. For these reasons, the present study aimed to develop an open-source software that simulates classical heat transfer problems associated with energy sources. Three types of sources were analyzed in specific cases: electrical source in a long cylindrical wire, viscous source in a Couette-type fluid confined between concentric cylinders, and chemical source in an inert fluid entering a packed PFR reactor. The tool, developed in Python, was designed to solve these steady-state and transient cases using analytical and numerical methods, complemented with a user manual for ease of use. As a result, an intuitive graphical interface was obtained that generates temperature profiles and animations as a function of time from the user's data. The transient state problems were solved with the finite difference method, validated by an error analysis when reaching steady state with reference to the analytical solution, with results below 0.1 % RMSE error in all three cases
Factibilidad de implementación de tejados fotovoltaicos para generación eléctrica y recolección de agua lluvia: caso de estudio en Quito : potencial técnico de implementación de paneles fotovoltaicos en Quito.
Full text linkEl presente trabajo tiene como objetivo determinar el potencial técnico para la instalación de paneles fotovoltaicos en el Distrito Metropolitano de Quito. Para ello, se desarrolló una metodología en la que se identificaron las superficies técnicamente factibles para la instalación de sistemas fotovoltaicos, mediante mediciones realizadas en los techos de manzanas seleccionadas aleatoriamente de las parroquias urbanas de la ciudad, utilizando herramientas como Google Earth. Después, se utilizaron los datos poblacionales y de viviendas del censo del Instituto Nacional de Estadística y Censos (INEC) para estimar el número de viviendas por parroquia, información que se utilizó para extrapolar la generación eléctrica potencial en cada parroquia. Con base en estos datos, se llevó a cabo una simulación energética utilizando el software System Advisor Model (SAM), incorporando datos climáticos de cada parroquia obtenidos del National Solar Radiation Database (NSRDB) para modelar la generación eléctrica potencial, teniendo en cuenta la disponibilidad de área en las viviendas de las parroquias de Quito y aspectos técnicos como la inclinación y orientación de los paneles. Los resultados muestran que un aprovechamiento del 25% del área para paneles logra una cobertura parcial de demanda con excedentes mínimos del 5%. Además, si se implementaran sistemas de almacenamiento energético o un esquema de compensación masiva para gestionar los excedentes, se podría cubrir el 100% de la demanda eléctrica de Quito con una ocupación del 65% del área disponible. Este estudio constituye una base técnica sólida para la integración de la energía fotovoltaica en el sistema eléctrico de Quito y sienta las bases para futuros estudios en planificación energética y replicación de la metodología en otras regiones del Ecuador.The objective of this study is to determine the technical potential for the installation of photovoltaic panels in the Metropolitan District of Quito. To achieve this, a methodology was developed to identify the technically feasible surfaces for the installation of photovoltaic systems through measurements conducted on rooftops of randomly selected blocks in the city's urban parishes, using tools such as Google Earth. Subsequently, population and housing data from the census conducted by the National Institute of Statistics and Censuses (INEC) were used to estimate the number of households per parish, which was then utilized to extrapolate the potential electricity generation for each parish. Based on these data, an energy simulation was carried out using the System Advisor Model (SAM) software, incorporating climatic data for each parish obtained from the National Solar Radiation Database (NSRDB). This simulation modeled potential electricity generation, considering the available rooftop area in Quito's parishes and technical aspects such as panel tilt and orientation. The results show that utilizing 25% of the available area for panels achieves partial demand coverage with a minimal excess generation of 5%. Moreover, if energy storage systems or a mass compensation scheme were implemented to manage surplus energy, 100% of Quito's electricity demand could be met by occupying 65% of the available area. This study provides a solid technical foundation for the integration of photovoltaic energy into Quito's electrical system and lays the groundwork for future research on energy planning and the replication of the methodology in other regions of Ecuador
Estudio de los parámetros de trefilado de alambre de aluminio para conductores eléctricos, en diferentes condiciones de lubricación, bajo criterios de sostenibilidad : trefilado de alambre de aluminio para conductores eléctricos, sin lubricación.
Full text linkEl presente estudio tiene como objetivo el análisis de los parámetros de trefilado bajo condiciones de lubricación y no lubricación. El componente de trabajo consta del estudio del proceso de trefilado bajo condiciones de no lubricación para alambre de aluminio ACC para conducción eléctrica. Se realizó la caracterización del material proporcionado por la empresa eléctrica Quito, SA., para determinar la composición química del material. Posterior se realizó el proceso de trefilado haciendo una reducción del diámetro del alambre de 4[mm] de espesor a 2[mm] mediante la máquina de trefilado del laboratorio de Conformado de la Facultad de Ingeniería Mecánica, las pasadas que se realizaron por los orificios de la trefila de tungsteno tuvo una reducción de 0,1[mm]. De esta forma se pudo obtener probetas para luego ser analizadas mediante distintos ensayos, los cuales brindaron resultados para la determinación de esfuerzos y deformaciones del material luego del proceso de trefilado. Los ensayos realizados fueron de: microdureza, microscopía de barrido, análisis metalográfico; los mismos que se rigieron a las normas requeridas en cada proceso. Con lo que se determinó y analizó como el material sufre distintas deformaciones y con ello poder llegar a establecer la sostenibilidad del proceso de trefilado de aluminio para conducción eléctrica para las condiciones de prueba realizadas.The present study aims at the analysis of wire drawing parameters under lubricated and non-lubricated conditions. The work component consists of the study of the drawing process under non-lubricated conditions for ACC aluminum wire for electrical conduction. The characterization of the material provided by the electric company Quito, SA., was carried out to determine the chemical composition of the material. Subsequently, the drawing process was carried out by reducing the wire diameter from 4 [mm] thick to 2 [mm] using the drawing machine of the Forming laboratory of the Faculty of Mechanical Engineering, the passes that were made through the holes of the tungsten wire had a reduction of 0.1 [mm]. In this way, test pieces could be obtained to then be analyzed through different tests, which provided results for the determination of stresses and deformations of the material after the drawing process. The tests carried out were: microhardness, scanning microscopy, metallographic analysis; the same ones that were governed by the standards required in each process. This allowed us to determine and analyze how the material undergoes various deformations, thereby establishing the sustainability of the aluminum wire drawing process for electrical conduction under the test conditions
Análisis de vulnerabilidades en el entorno de Active Directory de la empresa FAIRIS C.A.
Full text linkLa presente investigación se enfoca en el análisis de vulnerabilidades en el entorno de Active Directory de la empresa FAIRIS, la cual se dedicada a la importación y tratamiento de vidrio, Active Directory es una herramienta muy utilizada para administrar usuarios, permisos y recursos dentro de una red, sin embargo, una configuración incorrecta puede exponer el entorno de red a diversos ataques que comprometen la seguridad y la integridad de la organización.
El principal objetivo de esta investigación es identificar, evaluar y plantear medidas para mitigar vulnerabilidades presentes en el entorno de Active Directory, diseñando y ejecutando pruebas controladas que simulan ataques reales. Para esto, se evaluaron tres escenarios de ataque: NTLM Relay, Man-in-the-Middle (Spoofing) y Phishing con entrega de malware. Estos escenarios permitieron detectar fallas en la autenticación y errores de configuración en el dominio. Durante las pruebas, se logró interceptar y capturar credenciales, explotando las configuraciones débiles que posee el entorno.
Los resultados obtenidos con la investigación permitieron determinar que las configuraciones del entorno que maneja la empresa en la actualidad presentarían diferentes riesgos, como la exposición de credenciales NTLM, la posibilidad de interceptación de tráfico, y la falta de mecanismos de protección ante ataques de ingeniería social. Para disminuir los riesgos se propusieron varias medidas de seguridad, entre las principales se tiene la migración a Kerberos, y la implementación de autenticación multifactor (MFA).
El presente estudio contribuye al fortalecimiento de la seguridad de la empresa FAIRIS y sirve como referencia para que otras organizaciones busquen maneras de proteger su infraestructura si utilizan el entorno de Active Directory.This present research focuses on the analysis of vulnerabilities in the Active Directory environment of the company FAIRIS, which specializes in the import and processing of glass. Active Directory is a widely used tool for managing users, permissions, and resources within a network; however, improper configuration would expose the network environment to attacks that might compromise the security and integrity of the organization.
The primary objective of this research is to identify, evaluate, and propose measures to mitigate vulnerabilities in the Active Directory environment by designing and executing controlled tests that simulate real-world attacks. Three attack scenarios were evaluated: NTLM Relay, Man-in-the-Middle (Spoofing), and Phishing with malware delivery, which helped identify authentication and network distribution failures. During the tests, credentials were intercepted and captured by exploiting weak configurations within the environment.
From the results obtained, we found that the current configuration of the company’s Active Directory environment presents various risks, such as NTLM credential exposure, traffic interception, and a lack of protection mechanisms against social engineering attacks. To mitigate these risks, several security measures were proposed, including the migration to Kerberos and the implementation of Multi-Factor Authentication (MFA) being among the most important.
This study contributes to strengthening the security of FAIRIS and serves as a reference for other organizations looking for ways to protect their infrastructure when using an Active Directory environment.Estrada Jiménez, José Antonio, director
Second-order descent methods and active-set strategies for non-smooth optimization with applications to viscoplastic fluids and group sparse optimization.
Full text linkEsta tesis se centra en el desarrollo y análisis de métodos numéricos de optimización para resolver problemas no suaves que surgen en la dinámica de fluidos viscoplásticos y en problemas de regularización con estructuras de grupo disperso (group-sparse). La aplicación principal es el problema de flujo de Bingham, un tipo de fluido que presenta comportamiento sólido o líquido según la fuerza aplicada sobre él. En la primera parte, se estudia la penalización exacta de la condición de incompresibilidad mediante la norma L1, dentro de una formulación regularizada del problema. Se establece un parámetro de penalización que garantiza la equivalencia entre las formulaciones penalizada y con restricciones, y se desarrolla un algoritmo de segundo orden que utiliza esta información para resolver eficientemente el problema. Los experimentos numéricos muestran que el método promueve la dispersión (sparsity) en la divergencia y supera al método de Newton semisuave. La segunda parte aborda el problema sin regularizar, donde el término non-smooth se interpreta como una norma de tipo group-sparse. Se propone un algoritmo especializado, basado en una formulación de Lagrangiano aumentado, que luego se extiende a un marco más general con norma ∥⋅∥1,2, aplicable a optimización con restricciones PDE y regresión no lineal. Además, se introduce una estrategia de identificación activa para detectar grupos dispersos de manera eficiente. Los algoritmos propuestos se validan numéricamente, mostrando alta eficacia y precisión frente a problemas de optimización no suaves.This thesis develops and analyzes second-order numerical optimization methods for non-smooth problems in viscoplastic fluid dynamics and group-sparse regularization. The main application is the Bingham flow problem, which models yield-stress fluids that behave as solids below a stress threshold and as fluids above it. To address the challenges posed by incompressibility and nonsmoothness, a second-order descent algorithm is proposed, incorporating exact penalization, second-order information, and active-set strategies. The first part of the thesis focuses on a regularized version of the Bingham flow problem, where the incompressibility constraint is handled via an L1-norm penalization. A suitable penalization parameter is derived to ensure equivalence with the constrained problem. A second-order algorithm is developed and validated numerically, showing improved sparsity enforcement on the divergence term and favorable comparison with the semi-smooth Newton method. The second part deals with the unregularized Bingham problem, reformulated as a linearly constrained minimization problem involving group sparsity. A tailored group-sparse algorithm is proposed and extended to a broader framework using the ∥⋅∥1,2 norm, with applications to PDE-constrained optimization and nonlinear regression. A second-order method is derived using group-wise directional derivatives. A novel active-set identification strategy is also introduced, based on tracking angles between iterates. When combined with a reduced second-order system, this approach improves both efficiency and accuracy. The proposed algorithms are validated through extensive numerical experiments, confirming their effectiveness for non-smooth optimization
Aprendizaje de programación usando inteligencia artificial: desarrollo de un servidor backend para proveer retroalimentación automática de programas de software
Full text linkLa enseñanza de programación enfrenta el desafío de la falta de retroalimentación inmediata y precisa para los estudiantes. La revisión manual del código no solo ralentiza la identificación de errores, sino que también limita el proceso de aprendizaje y aumenta la carga de trabajo de los docentes. Para abordar este problema, se ha desarrollado un sistema basado en inteligencia artificial generativa que proporciona retroalimentación automática a programas escritos en lenguaje C, mejorando así la comprensión y el desempeño de los estudiantes. Este proyecto surge como una evolución de la prueba de concepto presentada en un trabajo de titulación previo titulado "Obtención de retroalimentación del código fuente de un programa escrito con lenguaje C mediante inteligencia artificial" [1]. A partir de esa experiencia, se fortaleció el desarrollo de un servidor backend encargado de gestionar la retroalimentación automática mediante modelos de lenguaje avanzados. La arquitectura del sistema permite registrar y analizar los intentos de los estudiantes, generando respuestas detalladas basadas en la evaluación de su código. Se implementaron dos tipos de retroalimentación: una basada en pistas y otra en la evaluación funcional a través de casos de prueba, facilitando así una corrección adaptativa y personalizada. Para su desarrollo, se utilizaron Node.js, Express.js y MongoDB, garantizando un sistema escalable y eficiente. Además, se aplicaron técnicas avanzadas de prompt engineering y estrategias optimizadas en el uso de modelos de lenguaje para mejorar la precisión y relevancia de las respuestas generadas. Las pruebas realizadas demostraron mejoras significativas en la detección y corrección de errores, optimizando el proceso de evaluación del código y proporcionando una experiencia de aprendizaje más eficiente y efectiva para los estudiantes.Programming education faces the challenge of providing immediate and accurate feedback to students. Manual code review not only delays error identification but also limits the learning process and increases instructors’ workload. To address this issue, an AI-powered system has been developed to automatically generate feedback for programs written in C language, thereby improving students’ understanding and performance. This project builds upon the proof of concept presented in a previous thesis titled "Obtaining Feedback from the Source Code of a Program Written in C Language Using Artificial Intelligence" [1]. Leveraging insights from that experience, the development of a backend server was strengthened to manage automated feedback using advanced language models. The system architecture enables the tracking and evaluation of student attempts, generating detailed responses based on code assessment. Two types of feedback were implemented: hint-based guidance and functional evaluation through test cases, facilitating adaptive and personalized correction. The system was developed using Node.js, Express.js, and MongoDB, ensuring scalability and efficiency. Additionally, advanced prompt engineering techniques and optimized strategies for leveraging language models were applied to enhance the precision and relevance of the generated responses. The conducted tests demonstrated significant improvements in error detection and correction, optimizing the code evaluation process and providing a more efficient and effective learning experience for students