Portal de Revistas Academicas del ITM (Institución Universitaria adscrita al Municipio de Medellín)
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Evaluación del aporte de la covarianza de las señales electroencefalográficas a las interfaces cerebro-computador de imaginación motora para pacientes con lesiones de médula espinal
Get PDFNon-invasive EEG-based motor imagery brain–computer interfaces (miBCIs) promise to effectively restore the motor control of motor-impaired patients with conditions that include Spinal Cord Injury (SCI). Nonetheless, miBCIs should be further researched for this type of patients using low-cost EEG acquisition devices, such as the Emotiv EPOC, for home rehabilitation purposes. In this work, we describe in detail and compare ten miBCI architectures based on covariance information from EEG epochs. The latter were acquired with Emotiv EPOC from three control subjects and two SCI patients in order to decode the close and open hand intentions. Four out of the ten miBCIs use covariance information to create spatial filters; the rest employ covariance as a direct representation of the EEG signals, thus allowing the direct manipulation by Riemannian geometry. We found that, although all the interfaces present an overall accuracy above chance level, the miBCIs that use covariance as a direct representation of the EEG signals together with linear classifiers outperform miBCIs that use covariance for spatial filtering, both in control subjects and SCI. These results suggest the high potential of Riemannian geometry-based miBCIs for the rehabilitation of SCI patients with low-cost EEG acquisition devices.Las interfaces cerebro-computadora no invasivas basadas en EEG de imaginación motora (miBCI) prometen restaurar efectivamente el control motor a pacientes con discapacidades motoras, por ejemplo, aquellos con lesión de la médula espinal (LME). Sin embargo, todavía es necesario investigar las miBCI, con fines de rehabilitación, para este tipo de pacientes que utilizan dispositivos de adquisición de señales EEG de bajo costo, tales como Emotiv EPOC. En este trabajo, se describe en detalle y se comparan diez arquitecturas miBCI basadas en información de covarianza de señales EEG, adquiridas con Emotiv EPOC, para la decodificación de intención de mano abierta y cerrada en tres sujetos control y dos pacientes con LME cervical. Cuatro de estas diez miBCI usan información de covarianza para construir filtros espaciales y el resto usa la información covarianza como una representación directa de las señales EEG, permitiendo la manipulación directa mediante geometría de Riemann. Como resultado, se encontró que, a pesar de que todas las arquitecturas miBCI tienen una precisión general por encima del nivel de azar, las que utilizan la covarianza como representación directa de las señales EEG junto con clasificadores lineales, superan las miBCI que usan la covarianza para el filtrado espacial, tanto en sujetos de control como en pacientes con LME. Estos resultados sugieren un alto potencial de las miBCI basadas en la geometría de Riemann para la rehabilitación de pacientes con LME, utilizando dispositivos de adquisición de EEG de bajo costo.
 
Interacciones basadas en gestos: revisión crítica
Get PDFThis paper presents a critical review of human-computer interactions (HCI) based on gestures. Gestures, as ways of non-verbal communication, have been of interest in HCI because they make possible the interaction with the machine through the body, as an agent that perceives and acts in the world. The review was carried out in the most critical databases in HCI, as well as some Latin-American academic sources, and included an analysis of the evolution of gesture-based interactions, current work, and future perspectives. The article is carried out holistically, considering both technical and human issues: psychological, social, and cultural, as well as their relationships. We present this analytical process as a scientometric description of the search results, the description of the gesture as a means of interaction, the techniques used for the different steps in the gesture recognition process, and the presentation of the applications and challenges of gesture-based interactions. It concludes through a series of questions that invite the reader to think about potential research focus on gesture-based interactions.Este artículo presenta una revisión crítica de la interacción humano-computador (HCI) basada en gestos. El gesto, como una forma de comunicación no verbal, ha sido de interés para el área de HCI en la búsqueda de alternativas de interacción entre el humano y la máquina, a través del cuerpo como agente que percibe y actúa en el mundo. La revisión se hizo en las bases de datos de mayor importancia en HCI y en algunas fuentes de literatura académica latinoamericana en el área, e incluye un análisis de la evolución de las interacciones basadas en gestos, el trabajo actual y las perspectivas a futuro. El análisis se desarrolla de forma holística y abarca asuntos técnicos y humanos: psicológicos, sociales y culturales, así como su relación. Este proceso analítico se presenta como una descripción cienciométrica de los resultados de las búsquedas, a fin de exponer el gesto como medio de interacción, las técnicas utilizadas para los diferentes pasos en el proceso de reconocimiento de gestos y las aplicaciones y desafíos de las interacciones basadas en gestos. Como conclusión se formula una serie de preguntas que invitan al lector a pensar en potenciales focos de investigación en las interacciones basadas en gestos
Promesas y peligros de los avances tecnológicos
Get PDFEveryone knows that science-based technology has been advancing relentless since Galileo’s time. But the scientific skeptics also know that, unlike science, technology is ambivalent: while most of it is beneficial, some of it is harmful. For instance, whereas nuclear science has enriched culture, nuclear engineering has made the war crimes of Hiroshima and Nagasaki possible, and it has turned us skeptical about the future of life on Earth. This axiological ambivalence of technology is the subject of this paper.Todos sabemos que la tecnología basada en la ciencia ha conocido un avance incesante desde los tiempos de Galileo, pero los escépticos también saben que, a diferencia de las ciencias, la tecnología es ambivalente pues, aunque en gran medida es beneficiosa, una parte de ella también es dañina. Así, por ejemplo, mientras que la ciencia nuclear ha enriquecido la civilización, la ingeniería nuclear produjo los crímenes de Hiroshima y Nagasaki y nos ha vuelto escépticos ante el futuro de la vida en la tierra. Esta ambivalencia axiológica de
la tecnología es el tema de estas páginas
Evaluación de los parámetros del proceso de congelación para la pulpa de Açaí
Get PDFRefrigeration and freezing have been traditionally used in food preservation. In the industry of açaí, a Brazilian fruit, they are the most common technologies. The application of theoretical models for predicting freezing times and temperatures allows an effective control of those operations. The objective of this work was to evaluate the time, temperature, and speed of two processes, conventional and cryogenic freezing, for açaí pulp. The conventional freezing time for said product was 153.68 ± 6.42 min, with a minimal error with respect to Pham’s (0.54 %) and Nagaoka’s (1.71 %) equations. The fast freezing time, in turn, was 100.56 ± 17.90 s (1.68 ± 0.29 min), which is efficiently represented by Nagaoka’s equation (6,81 %). The initial freezing temperatures for the slow and fast modes were -0.64 ± 0.02 °C and -2.91 ± 0.86 °C, respectively. Based on these results, correlations can be obtained and validated to effectively predict the freezing times of fresh açaí pulp considering the main parameters in the process: geometry, cold medium temperature, and food composition.La refrigeración y la congelación son procesos tradicionalmente utilizados en la conservación de alimentos. En el caso del açaí, una fruta brasilera, estas tecnologías corresponden a los métodos más empleados por la industria. La aplicación de modelos teóricos para la predicción de tiempos y temperaturas de congelación permite mantener un control eficaz de dicha operación. El objetivo de este trabajo fue estimar y evaluar el tiempo, temperatura y velocidad de dos procesos de congelación para pulpa de açaí, tanto convencional como criogénico. El tiempo de congelación convencional para el producto fue 153,68 ± 6,42 min, con mínimo error respecto a las ecuaciones de Pham (0,54 %) y Nagaoka (1,71 %). Para la congelación rápida, el tiempo fue de 100,56 ± 17,90 s (1,68 ± 0,29 min), siendo representado eficazmente por el modelo de Nagaoka (6,81 %). Las temperaturas de inicio de la congelación fueron, para la operación lenta y rápida, de -0,64 ± 0,02 °C y -2,91 ± 0,86 °C. Por medio de estos resultados, es posible obtener y validar correlaciones que permitan predecir efectivamente los tiempos de congelación de la pulpa de açaí fresca, al considerar los principales parámetros del proceso: geometría, temperatura del medio frio y composición del alimento
Aplicación del modelo CE QUAL-W2 : una aproximación a la estructura térmica en el embalse Miguel Martínez Isaza, Concordia, Antioquia, Colombia
Get PDFHydrodynamic modelling of temperature is a tool that contributes to the management of reservoirs because it is possible to create scenarios with different conditions to predict the behavior facing the meteorological changes and the mixing processes. This work seeks to contribute elements of analysis to the functioning and identification of the external factors that dominate the thermal dynamics of a tropical reservoir of mountain. The temperature and the water level were registered in three places of the reservoir, during three campaigns of sampling. In addition, we measured the inflows and outflows to the reservoir and analyzed the climatic historical records. With this information the two-dimensional model CE QUAL-W2 archives was build, in order to simulate 3 climatic periods (dry, transition and wet) and one where El Niño is included. It is clearly demonstrated that Santa Mónica creek has a greater influence in the water extraction. The external factors like the increase of the water extraction and the climatic scenarios influence the temperature and availability of the reservoir, being El Niño scenario the most critical, where the reservoir approximately increases its temperature 3°C and the level of the water diminishes a meter. The reservoir is increasingly susceptible to the shortage of supplies and the decrease of quality in the scenes of drought with the increase of the resource demand. The model is a useful management tool of the reservoir for the future scenarios of climate change.La modelación de la temperatura contribuye a la gestión de embalses, ya que es posible crear escenarios con diferentes condiciones para predecir su respuesta ante los cambios climáticos y los procesos de mezcla. Con este trabajo se busca aportar elementos de análisis del funcionamiento e identificación de los forzantes que dominan la dinámica térmica de un embalse tropical de montaña. Se registró la temperatura y el nivel de agua en tres sitios del embalse durante tres muestreos. Además, se midieron los caudales de entrada y salida al embalse y se analizaron los registros climáticos históricos. Con esta información se construyeron los archivos de entrada del modelo bidimensional CE QUAL-W2, para simular cuatro escenarios climáticos (seco, lluvia, transición y el fenómeno El Niño). De las afluencias se evidenció que la quebrada Santa Mónica en términos hidrodinámicos ejerce su efecto hasta el sitio de captación; de otro lado, la quebrada la Nitrera presenta recirculaciones verticales que aumentan el tiempo de residencia lo que tiene consecuencias en la calidad del agua para este sector del embalse. Los resultados de este ejercicio preliminar de modelación indican que el comportamiento térmico del embalse responde de manera diferenciada según el escenario climático y la magnitud de las extracciones. Durante el fenómeno El Niño y ante un incremento del agua captada, el embalse disminuye el nivel de agua en cerca de un metro y aumenta su temperatura alrededor de 3°C en la zona central del embalse. Ante la tendencia de crecimiento del municipio, se espera mayores demandas de agua que deberán ser suplidas por el embalse, por lo que toman importancia las herramientas de modelación que apoyen la gestión ambiental y reduzcan el riesgo al desabastecimiento ante la vulnerabilidad al cambio de climático
Ciclo de vida y curvas en s aplicadas al cultivo de amaranto (Amaranthus spp.)
Get PDFIn order to evaluate the research developed around the ecophysiology and the food potential of amaranth seeds, a process of technological surveillance was done through the life cycle of the bibliographic production, obtained from documents published in the database, was studied. Scopus, through S-curves in relation to research aimed at primary production, the interaction with climatic conditions and their agro-industrial potential. The information was analyzed using the Sigmaplot statistical package, and the execution of 13 models together with the application of statistical parameters such as the adjusted R2 in relation to time (t), significance (P) and independence of Durbin Watson, allowed calculating the inflection point. This occurred between 2014 and 2038, according to the series of data of articles for the cultivation of amaranth; from 2017 to 2024 for amaranth as food; and between 2017 to 2018 for the amaranth climate; which indicates that in each of the cases, the life cycle is in the incoming, key and mature phase, respectively, and together with the keywords associated with the search equations, they show the agro-industrial interest, based on academic, scientific approaches and innovation, to strengthen research lines, high-level projects and spin-off creation.Con el objetivo de evaluar las investigaciones desarrolladas en torno a la ecofisiología y el potencial alimentario de las semillas de amaranto, se realizó un proceso de vigilancia tecnológica a través del estudió del ciclo de vida de la producción bibliográfica, obtenida de documentos publicados en la base de datos Scopus, a través de curvas en S en relación con investigaciones encaminadas a la producción primaria, la interacción con las condiciones climáticas y su potencial agroindustrial. La información se analizó utilizando el paquete estadístico Sigmaplot, y la ejecución de 13 modelos junto con la aplicación de parámetros estadísticos como el R2 ajustado en relación al tiempo (t), la significancia (P) y la independencia de Durbin Watson, permitió calcular el punto de inflexión. Este se dio entre 2014 y 2038, según la serie de datos de artículos para el cultivo de amaranto; de 2017 a 2024 para el amaranto como alimento; y entre 2017 a 2018 para el clima de amaranto; lo que indica que en cada uno de los casos, el ciclo de vida se encuentra en fase entrante, clave y madura respectivamente y junto con las palabras clave asociadas a las ecuaciones de búsqueda, evidencian el interés agroindustrial, a partir de enfoques académicos, científicos y de innovación, para el fortalecimiento de líneas de investigación, proyectos de alto nivel y creación de spin-off
Desarrollo y prueba de un Sniffer en tiempo real de una red LoRawan usando GNU-Radio
Get PDFThis paper shows the vulnerabilities present in a wireless sensor network implemented over a long-range wide area network (LoRaWAN) LoRaWAN, and identifies possible attacks that could be made to the network using sniffing and/or replay. Attacks on the network were performed by implementing a protocol analyzer (Sniffer) to capture packets. The Sniffer was implemented using the RTL2832U hardware and visualized in Wireshark, through GNU-Radio. Tests showed that data availability and confidentiality could be threatened through replay attacks with LoRa server verification using HackRF One and GNU-Radio hardware. Although the LoRaWAN specification has, frame counters to avoid replay attacks, under given the right conditions, this measure could be violated even deny service to the node on the server.En este documento se muestran las vulnerabilidades presentes en una red de sensores inalámbricas implementada sobre una red de área amplia de largo alcance (LoRaWAN por sus siglas en inglés) LoRaWAN y se identifican los posibles ataques que se podrían realizar a la red usando sniffing y/o replay. Los ataques a la red se realizaron implementando un analizador de protocolos (Sniffer) para capturar los paquetes. El Sniffer se implementó utilizando el hardware RTL2832U y se visualizó en Wireshark, a través de GNU-Radio. Las pruebas mostraron que se pueden amenazar la disponibilidad y confidencialidad de los datos a través de ataques de replay con verificación en el LoRa server utilizando hardware HackRF One y GNU-Radio. Aunque la especificación LoRaWAN tiene contadores para evitar ataques de replay, bajo condiciones adecuadas se lograría vulnerar la red llegando a realizar la denegación del servicio del nodo en el servidor
Modelo de asignación dinámica de lugares de almacenamiento en centros Cross Docking
Get PDFThis paper describes the methodology applicable to temporary storage in Cross Docking centers using a mathematical model. This model favors the dynamic allocation of storage places to incoming products in Cross Docking centers, reducing the costs associated with the final inventory of each of the products and the costs associated with the distances covered by each load unit. It also achieves a reduction in the time of permanence and an acceleration of the flow of products from reception to dispatch.Este trabajo describe una metodología para la asignación de lugares de almacenamiento temporal en centros tipo Cross Docking, para lo cual se desarrolla un modelo cuyo principal aporte es la asignación dinámica de productos entrantes a estos lugares de almacenamiento. El modelo minimiza los costos asociados al inventario final de los productos y los costos asociados a las distancias recorridas por unidad de carga. Se logra, además, una reducción del tiempo de permanencia y una aceleración del flujo de los productos desde la recepción hasta el despacho. Como principal conclusión, se identifica la importancia de las asignaciones puerta a puerta, en la reducción de los costos
Evaluación de la capacidad de degradación de fenol por consorcios bacteria-microalga aislados de la bahía de Cartagena, Colombia
Get PDF The development of new technologies for environmental reparation has allowed the application of inexpensive alternatives such as bioremediation, which has a high potential to treat ecosystems polluted with hydrocarbons. Microalgae-bacteria consortia have been identified as an efficient alternative for the detoxification of organic and inorganic contaminants and the removal of toxic compounds. This work investigates the phenol degradation potential of several alga-microbial consortia, which involved the algae Chlamydomonas reinhardtii and an osmotolerant phenol-resistant bacterial strain isolated from the bay of Cartagena, Colombia. A total of three bacterial strains were tested (i.e. Stenotrophomonas maltophilia, Microbacterium paraoxydans and Paenibacillus lactis) individually and in consortium with C. reinhardtii. Our data indicate a significant increase in the growth rate and a reduction in the lag phase of microorganisms in the consortium as compared to microorganisms growing in isolation. Interestingly, the inoculum ratio 2:1 (bacteria-microalgae) was shown to be the most robust taking into account that both microorganisms improved their growth. Afterward, the phenol degradation capacity of pure cultures and consortia in the presence of different phenol concentrations was evaluated. Our results reveal that such consortia perform better at low phenol concentrations; more specifically, the consortium Microbacterium paraoxydans-Chlamydomonas reinhardtii was the most effective: it reached a 49.89% phenol removal.El desarrollo de nuevas tecnologías de remediación ambiental ha permitido la aplicación de alternativas económicas como la bioremediación, que poseen un alto potencial para tratar ecosistemas contaminados con hidrocarburos. El consorcio microalga-bacteria se ha sido identificado como una eficiente alternativa para la detoxificación de contaminantes orgánicos e inorgánicos y la remoción de diversos compuestos tóxicos. En este trabajo, hemos investigado el potencial de degradación de fenol de varios consorcios microalga-bacteria, donde cada uno involucra un alga (i.e. Chlamydomonas reinhardtii) y una cepa bacteriana osmotolerante resistente al fenol, aislada de la bahía de Cartagena, Colombia. Un total de tres cepas bacterianas fueron evaluadas (i.e. Stenotrophomonas maltophilia, Microbacterium paraoxydans and Paenibacillus lactis) individualmente y en consorcio con C. reinhardtii. Nuestros resultados muestran un incremento significativo en la tasa de crecimiento y una reducción en la fase de latencia para los microorganismos creciendo en consorcio, en comparación con los microorganismos creciendo individualmente. Interesantemente, el inóculo con proporción 2:1 (bacteria-microalga) mostró una alta robustez, basados en el hecho que ambos microorganismos mejoraron su crecimiento. EL potencial de degradación de fenol fue evaluado para cultivos puros y consorcios demostrando una mayor actividad a bajas concentraciones de fenol, en donde el consorcio Microbacterium paraoxydans- Chlamydomonas reinhardtii demostró ser el más efectivo con un porcentaje de 49.89% de remoción de fenol
Métodos estadísticos para la evaluación de la susceptibilidad por movimientos en masa
Get PDFEvaluating and zoning mass movement landslide is a fundamental tool for land planning. There are different methods that help to establish in a regional scale landslide hazard. The most common methods are bivariate statistics and multivariate statistic, which need a landslide historical inventory. This study takes a place in the North of the Andes in a region of Colombia called Aburrá Valley, for evaluating and zoning landslide susceptibility by two methods, one of them is bivariate statistics called Weights of Evidence which is recommended by the Geological Service of Colombia for rural area, and the second one is a multivariate statistic method, called logistic regression, which is widely used worldwide. Both methods are supported in frequency histogram, Pearson correlation, Discriminant Analysis, and Principal Component Analysis. The accuracy of the landslide susceptibility maps produced from the two models is classified in high, medium and low by ROC analysis. The AUC plot estimation results showed that the susceptibility map using Logistic regression has a training accuracy of 76.5% and a prediction capacity of 77.5%. The Weights of evidence method has the highest training accuracy of 77.8% and a prediction of 77.5%. This result allows to include the methods in territorial planning studies.Existen diferentes métodos que permiten establecer a escalas regionales la susceptibilidad a la ocurrencia de movimientos en masa. Entre los métodos más utilizados se encuentran los métodos estadísticos bivariado y multivariado, los cuales exigen un inventario de procesos de remoción en masa. En el presente estudio se evalúa y zonifica la susceptibilidad por movimientos en masa en el norte de los Andes colombianos, región conocida como valle de Aburrá, por dos métodos estadísticos, uno de ellos bivariado, denominado Peso de la Evidencia, y recomendado por el Servicio Geológico Colombiano para estudios de amenaza en suelos rurales; y un segundo método estadístico tipo multivariado, denominado Regresión Logística, de amplio uso a nivel mundial. Para ambos casos, la construcción del modelo de susceptibilidad se realizó soportado en el histograma de frecuencias, correlación de Pearson, Análisis Discriminante y Análisis de Componentes Principales. Para evaluar el desempeño, la capacidad de predicción y los criterios de zonificación en alto, medio y bajo de cada uno de los métodos utilizados se utilizó el análisis ROC. Para la regresión logística se obtuvo un área bajo la curva del 76.8 % para el desempeño y 77.5 % para la capacidad de predicción, mientras que para el Peso de la Evidencia se obtuvo un 77.8% en el desempeño y 77.5% en la predicción, señalando resultados satisfactorios que permiten la incorporación de dichos resultados en los estudios básicos necesarios para la ordenación del territorio