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Sistema de visión embarcado para detección de emergencias desde UAVs
Full text linkOne of the main challenges in embedded systems for Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) is executing high-computationalload tasks, such as those using neural networks and computer vision, in real time and autonomously, without relying on external processing. This article proposes a decentralized architecture that enables the implementation of a hand gesture recognition system onboard a drone. Initial results show that, at altitudes of up to 3.5 meters, recognition accuracies of 89% or higher are achieved for gestures such as OK, STOP or SOS (a combination of FOUR and FIST). Additionally, detection times for simple gestures like STOP and OK average no more than 370 milliseconds, demonstrating the system’s efficiency despite the computational demands. These results demonstrate the feasibility of performing real-time recognition tasks onboard a UAV while maintaining computational autonomy and an adequate response time for real-world applications.Uno de los principales desafíos en los sistemas embebidos de Vehículos Aéreos No Tripulados (UAV) es ejecutar tareas de alta carga computacional, como por ejemplo redes neuronales y visión artificial, en tiempo real y de forma autónoma, sin depender de procesamiento externo. Este artículo propone una arquitectura descentralizada que permite implementar un sistema de detección de gestos de la mano a bordo de un dron. Los resultados iniciales muestran que, a alturas de hasta 3.5 metros, se alcanzan exactitudes del 89\% o más en gestos como OK, STOP o SOS (combinación de los gestos CUATRO y PUÑO). Además, los tiempos de detección de gestos simples como STOP y OK no superan, en promedio, los 370 milisegundos, lo que evidencia la eficiencia del sistema a pesar de la carga computacional. Estos resultados demuestran la viabilidad de ejecutar tareas de reconocimiento en tiempo real a bordo de un UAV, manteniendo autonomía de cómputo y capacidad de respuesta para aplicaciones en escenarios reales
Validación del uso de conductancia eléctrica para estimar la humedad en tejidos absorbentes
Full text linkThis work presents the validation of an experimental methodology for estimating moisture content in biological tissues based on electrical conductance measurements, with particular interest in clinical applications such as hydration monitoring and the detection of sudomotor dysfunctions. For initial validation purposes, a block of absorbent paper was used as a model material to which controlled volumes of water were applied, while the mass and electrical conductance were simultaneously recorded. The variation in mass enabled the moisture content to be calculated in each cycle, and the results showed a non-linear correlation with the measured conductance. This relationship was modelled using a second-degree polynomial fit, achieving a coefficient of determination of R2 = 0,992. These results support both the validity of the proposed methodology and the effectiveness of the electronic device to detect moisture variations continuously. Although the moisture range was limited by the properties of the material, the system demonstrates strong potential for application in real biological tissues.Este trabajo presenta la validación de una metodología experimental para estimar el contenido de humedad en tejidos biológicos mediante la medición de conductancia eléctrica, con enfoque en aplicaciones clínicas como el monitoreo de hidratación o la detección de disfunciones sudomotoras. Para la validación inicial, se empleó un bloque de papel absorbente como material modelo, al que se aplicaron volúmenes controlados de agua mientras se registraban simultáneamente su masa y conductancia. La variación de masa permitió calcular el contenido de humedad en cada ciclo, y los resultados revelaron una correlación no lineal con la conductancia registrada. Esta relación se ajustó mediante un modelo polinomial de segundo grado, con un coeficiente de determinación R2=0,992. Los resultados respaldan tanto la solidez de la metodología como la eficacia del dispositivo electrónico para detectar variaciones de humedad de forma continua. Aunque el rango de humedad estuvo limitado por las propiedades del material, el sistema demuestra un alto potencial de aplicación en tejidos reales
Protección de objetivos móviles mediante un enjambre de drones
No full textAn alternative and complementary C-UAS (Counter-Unmanned Air Systems) solution to existing ones is proposed: the use of a swarm of defending drones. These drones adopt a hemispherical shield formation to deny hostile UAS access to the protected target. The key to this strategy lies in the design of a distributed control law that allows defending drones to track trajectories, maintain position, and orient themselves in space while maintaining the shape of the shield a based on the location and speed of the hostile swarm and the target to be defended. Furthermore, the proposed strategy is scalable and adaptable to different sizes of protected areas, from small installations to large geographic regions.Se propone una solución C-UAS (Counter-Unmanned Air Systems) alternativa y complementaria a las existentes: el uso de un enjambre de drones defensores. Estos drones adoptan una formación de escudo semiesférico para negar el acceso a UAS hostiles al objetivo protegido. La clave de esta estrategia radica en el diseño de una ley de control distribuida que permite a los drones defensores puedan seguir trayectorias, mantener la posición y orientarse en el espacio preservando en todo momento la forma del escudo en función de la ubicación y velocidad del enjambre hostil y el objetivo a defender. Además, la estrategia propuesta es escalable y adaptable a diferentes tamaños de áreas protegidas, desde pequeñas instalaciones hasta grandes regiones geográficas
Detección y localización de fugas en redes de distribución de agua potable
Full text linkDrinking water networks suffer significant losses from leaks (up to 30 %), worsening global water scarcity. In Europe, an estimated 25% of treated water is lost, resulting in substantial economic and environmental costs. The EU and Spain are promoting solutions through directives and digitalization funding to minimize these losses. This work addresses the problem of leak detection and localization in water distribution networks. First, the main existing methods reported in the technical literature are reviewed. Then, two specific methodologies are introduced: one for leak detection and another for accurate leak localization. Finally, these methodological approaches are implemented and evaluated through their application to two case studies.Las redes de agua potable enfrentan graves pérdidas por fugas (hasta 30\%), agravando la escasez hídrica mundial. En Europa, se estima que el 25\% del agua tratada se pierde produciendo un coste económico y medioambiental importante. La UE y España impulsan soluciones mediante directivas y fondos para digitalización con el objetivo de minimizar estas pérdidas. Este trabajo aborda el problema de la detección y localización de fugas en redes de distribución de agua. En primer lugar, se presenta una revisión de los principales métodos existentes en la literatura técnica. Posteriormente, se presentan dos metodologías específicas: un método para la detección de fugas y otro para su localización precisa. Finalmente, estas propuestas metodológicas son implementadas y evaluadas mediante su aplicación a dos casos de estudio
Sistema de realimentación háptica por vibración para mejorar evaluación de destreza manual con Box and Block Test virtual
Full text linkThis article presents the development of a vibrating haptic system prototype for the hands, designed to integrate with the VRBBT environment—an immersive virtual rendition of the clinical Box and Block Test (BBT). The system’s goal is to provide tactile feedback during the VR-BBT task and mitigate the loss of tactile sensation inherent to virtual reality. It employs flexible thimble-style actuators placed on the fingertips that trigger whenever the user interacts with the virtual blocks in VR-BBT. Unlike other glove-based haptic systems, this design simplifies donning for patients with hand stiffness. The system’s functionality and ergonomics were preliminarily validated through a user satisfaction survey with healthy participants after using VR-BBT both with and without tactile feedback. Results indicate that the thimble design is comfortable and functional for prolonged use and does not distort the hand’s morphology in a way that would interfere with the VR-BBT’s vision-based tracking. This prototype represents a significant advance in the development of virtual-reality–based rehabilitation systems.Este proyecto presenta el desarrollo de un prototipo de sistema háptico por vibración para las manos, diseñado para integrarse en el entorno de serious games del proyecto VR-BBT, centrado en el test clínico Box and Blocks. El objetivo del sistema es proporcionar retroalimentación táctil que mejore la interacción en realidad virtual, apoyando así la rehabilitación motora de las extremidades superiores. Este enfoque busca aumentar la motivación y adherencia del paciente mediante una experiencia inmersiva, lúdica y personalizable. La validación ergonómica, realizada a través de una encuesta a usuarios, indicó que el diseño del guante es cómodo y funcional para un uso prolongado. Como parte de su evolución hacia un producto final, se identificaron criterios clave como la durabilidad, la facilidad de uso y la compatibilidad con plataformas como Unity. Este prototipo representa un avance prometedor en tecnologías aplicadas a la rehabilitación, con potencial de integración en programas terapéuticos centrados en la recuperación sensoriomotriz funcional
Sistema de control de un robot con Ada y Xtratum
Full text linkThis paper describes the design and programming of a mobile robot using two different software configurations: one using the Ada language with Run-Time Support and the other using a partitioned system based on the XtratuM hypervisor and the LithOS operating system. Different robot control, sensor integration and real-time scheduling functionalities are explored, demonstrating the applicability of critical technologies in embedded environments. In addition, the advantages and disadvantages of each of the configurations are discussed.Este artículo describe el diseño y programación de un robot móvil mediante dos configuraciones software distintas: una utilizando el lenguaje Ada con soporte de ejecución (Run-Time Support) y otra empleando un sistema particionado basado en el hipervisor XtratuM y el sistema operativo LithOS. Se exploran distintas funcionalidades de control del robot, integración con sensores y planificación en tiempo real, demostrando la aplicabilidad de tecnologías críticas en entornos embebidos. Además, se plantean las ventajas e inconvenientes de cada una de las configuraciones
Enseñanza de robótica móvil en el Robotarium-UCM
No full textThis paper presents an extension of the Robotarium-UCM platform aimed at teaching multi-agent robotics through the integration of a distributed communication system based on the 0MQ library. The proposed architecture is built around a central server that acts as a logical switch, allowing the definition of virtual communication topologies between agents via directed graphs. These structures not only enable the implementation of flexible and realistic interactions between robots but also directly reflect the models used in consensus theory and multi-agent control, facilitating stability analysis through the Laplacian and similar tools. The implementation of this architecture has enabled the design of educational practices that are more closely aligned with the state of the art in cooperative systems research and development.Este artículo presenta una extensión de la plataforma Robotarium-UCM orientada a la enseñanza de robótica multiagente, mediante la integración de un sistema de comunicaciones distribuido basado en la librería 0MQ. La arquitectura propuesta se fundamenta en un servidor central que actúa como un conmutador lógico, permitiendo definir topologías de comunicación entre agentes a través de grafos dirigidos. Estas estructuras no solo permiten implementar interacciones flexibles y realistas entre robots, sino que reflejan directamente los modelos usados en teoría de consenso y control multiagente, facilitando el análisis de estabilidad mediante operadores como el laplaciano. La implementación de esta arquitectura ha permitido diseñar prácticas docentes más cercanas al estado del arte en investigación y desarrollo de sistemas cooperativos
Control y virtualización de un mano robótica RH8D mediante ROS
Full text linkThis work presents the development of a hybrid control system for the RH8D robotic hand (Seed Hand), integrating different forms of human-machine interaction. The system includes hand control from a graphical interface created inMATLAB combined with a myoelectric control system. To achieve this, a distributed architecture supported by ROS is used, enabling efficient and flexible communication between devices and platforms. Furthermore, a digital twin of the hand has been implemented in Unity that replicates the movements of the physical hand in real time based on data received via ROS. This virtualization provides added value to the system, offering remote monitoring and pre-simulation capabilities. The proposal serves as a basis for future developments in the field of virtual training of myoelectric control of robotic prostheses.Este trabajo presenta el desarrollo de un sistema de control híbrido para la mano robótica RH8D (Seed Hand), integrando distintas formas de interacción humano-máquina. El sistema incluye un control manual desde una interfaz gráfica creada en MATLAB combinado con un sistema de control mioeléctrico. Para ello, se emplea una arquitectura distribuida soportada por ROS, lo que permite una comunicación eficiente y flexible entre dispositivos y plataformas. Además, se ha implementado un gemelo digital de la mano en Unity que replica en tiempo real los movimientos de la mano física a partir de los datos recibidos mediante ROS. Esta virtualización proporciona un valor añadido al sistema, ofreciendo capacidades de supervisión remota y simulación previa. La propuesta sirve de base a futuros desarrollos en el ámbito del entrenamiento virtual del control mioeléctrico de prótesis robóticas
Estimación automática del estrés hídrico en olivar mediante dendrómetros
Full text linkThis work presents a machine learning-based classification method to estimate plant water stress levels from trunk diameter variation readings recorded using dendrometers. The model is validated with deficit irrigation experimental data collected in an olive tree orchard in Seville, Andalusia, during five years. The goal is to facilitate the integration of the proposed tools into advanced irrigation strategies, reducing reliance on invasive methods or costly hardware.En este trabajo se presenta un método de clasificación basado en aprendizaje automático para estimar el nivel de estrés hídrico en plantas a partir de lecturas de variación del diámetro del tronco, registradas mediante dendrómetros. El modelo se valida con datos experimentales de riego deficitario obtenidos en un olivar en Sevilla, Andalucía, durante cinco años. El objetivo es facilitar la integración de las herramientas propuestas en estrategias avanzadas de riego, reduciendo la dependencia de métodos invasivos o hardware costoso
Relação entre o apoio social percebido por futuros/as docentes e o stress na sala de aula: Papel mediador da autoeficácia
No full textThis study aims to examine the mediating role of teacher self-efficacy in the relationship between social support and classroom stress among prospective teachers. For this purpose, data were collected from a total of 725 pre-service teachers enrolled in the faculties of education at five different universities in Turkey. The data collection instruments included the Teachers’ Sense of Efficacy Scale, the Social Support Scale, and the Teacher Stress Inventory. To evaluate the relationships among perceived social support, self-efficacy levels, and classroom stress, a path analysis was performed to verify the fit of two models. While Model 1 considered both direct and indirect effects, Model 2 included only direct effects. Structural equation modelling was employed to test the hypothesized mediation effect. The results revealed that the relationship between classroom stress and social support (specifically support from teachers and classmates) was fully mediated by teacher self-efficacy. Furthermore, Model 1 showed a better fit compared to Model 2. These findings highlight the critical role of social support and self-efficacy in managing stress among prospective teachers. The results are interpreted in the context of the existing literature, and the implications for teacher training programmes are discussed. Recommendations for future research are also provided.El objetivo de este estudio es examinar el papel mediador de la autoeficacia docente en la relación entre el apoyo social y el estrés en el aula entre futuros/as docentes. Se recopilaron datos de un total de 725 profesores/as en formación matriculados en las facultades de educación de cinco universidades diferentes de Turquía. Los instrumentos de recopilación de datos incluyeron la Escala de Eficacia Docente, la Escala de Apoyo Social y el Inventario de Estrés Docente. Para evaluar las relaciones entre el apoyo social percibido, los niveles de autoeficacia y el estrés en el aula, se llevó a cabo un path análisis para verificar el ajuste de dos modelos. Mientras que el Modelo 1 consideraba tanto los efectos directos como los indirectos, el Modelo 2 solo incluía los efectos directos. Para comprobar el efecto mediador hipotetizado se empleó un modelo de ecuaciones estructurales. Los resultados revelaron que la relación entre el estrés en el aula y el apoyo social (concretamente, el apoyo del profesorado y compañeros/as de clase) estaba totalmente mediada por la autoeficacia docente. Además, el Modelo 1 mostró un mejor ajuste en comparación con el Modelo 2. Estos hallazgos resaltan el papel fundamental del apoyo social y la autoeficacia en la gestión del estrés entre el futuro profesorado. Los resultados se interpretan en el contexto de la bibliografía existente, y se discuten las implicaciones para los programas de formación docente. También se proporcionan recomendaciones para futuras investigaciones.O objetivo deste estudo é examinar o papel mediador da autoeficácia docente na relação entre o apoio social e o stress na sala de aula entre futuros/as docentes. Foram recolhidos dados de um total de 725 professores/as em formação matriculados nas faculdades de educação de cinco universidades diferentes da Turquia. Os instrumentos de recolha de dados incluíram a Escala de Eficácia Docente, a Escala de Apoio Social e o Inventário de Stress Docente. Para avaliar as relações entre o apoio social percebido, os níveis de autoeficácia e o stress na sala de aula, foi realizada uma analise path para verificar o ajuste de dois modelos. Enquanto o Modelo 1 considerava tanto os efeitos diretos como os indiretos, o Modelo 2 incluía apenas os efeitos diretos. Para verificar o efeito mediador hipotetizado, foi utilizado um modelo de equações estruturais. Os resultados revelaram que a relação entre o stress na sala de aula e o apoio social (concretamente, o apoio de professores/as e colegas de turma) era totalmente mediada pela autoeficácia docente. Além disso, o Modelo 1 mostrou um melhor ajuste em comparação com o Modelo 2. Essas descobertas destacam o papel fundamental do apoio social e da autoeficácia na gestão do stress entre os futuros/as docentes. Os resultados são interpretados no contexto da bibliografia existente e as implicações para os programas de formação docente são discutidas. Também são fornecidas recomendações para pesquisas futuras