Repositorio de Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito
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Sintonizador de hiperparámetros de redes neuronales usando computación natural (PSO: Optimización de Enjambre de Partículas)
Libro del proyecto Sintonizador de hiperparámetros de redes neuronales usando computación natural, conteniendo artículos de revisión y técnicos sobre la investigación, desarrollo y experimentación.El proyecto titulado "Sintonizador de hiperparámetros de redes neuronales usando computación natural (PSO: Optimización de enjambre de partículas)" tiene como objetivo desarrollar una solución automatizada para la sintonización de hiperparámetros en modelos de redes neuronales convolucionales (CNN), facilitando la obtención de resultados óptimos sin necesidad de una alta experiencia en el área. Utilizando el algoritmo de optimización por enjambre de partículas (PSO), se propone un framework que ha demostrado mejoras significativas en datasets como MNIST y CIFAR10 en comparación con otros sintonizadores existentes. Además, se ha desarrollado un modelo de reconocimiento facial basado en la arquitectura VGG16, evaluando la eficacia de la sintonización manual frente a la automática, alcanzando mejoras notables en la precisión del modelo. Este proyecto presenta una contribución significativa en la automatización de la sintonización de hiperparámetros, facilitando su aplicación en problemas complejos como el reconocimiento facial.The project titled "Sintonizador de hiperparámetros de redes neuronales usando computación natural (PSO: Optimización de enjambre de partículas)" aims to develop an automated solution for hyperparameter tuning in convolutional neural network (CNN) models, enabling optimal results without requiring extensive expertise in the field. By employing the particle swarm optimization (PSO) algorithm, the proposed framework has shown significant improvements in datasets such as MNIST and CIFAR10 compared to existing tuners. Additionally, a facial recognition model based on the VGG16 architecture was developed, evaluating the effectiveness of manual versus automatic tuning, achieving notable improvements in model accuracy. This project makes a significant contribution to the automation of hyperparameter tuning, facilitating its application in complex problems like facial recognition.PregradoIngeniero(a) de Sistema
El problema de Dirichlet a partir del análisis complejo
En este texto se solucionarán con herramientas proporcionadas por el área del análisis complejo dos
problemas de valores iniciales muy importantes en el ámbito de las ecuaciones diferenciales parciales,
conocidos bajo el nombre de problemas de Dirichlet. La primera parte del texto sirve como una introducción superficial a la teoría de las ecuaciones diferenciales parciales (EDPs) en ella se define la ecuación
diferencial parcial de Laplace, sus soluciones conocidas como funciones armónicas y a su vez el operador
Laplaciano ∇2
, así como una notación estándar para los espacios de funciones diferenciables. Posteriormente se presentan al lector resultados clásicos y algunos más específicos del análisis complejo que nos
servirán de herramientas al resolver los problemas de Dirichlet.
La segunda parte del texto está centrada en resolver los problemas de Dirichlet para la ecuación de
Laplace, inicialmente en el disco unitario D = {z ∈ C : |z| < 1} y posteriormente a través de los resultados
obtenidos como consecuencia de este hecho se soluciona para el semiplano superior {z ∈ C : Imz > 0}, a
partir de la solución de estos problemas se obtienen resultados igualmente relevantes en el análisis complejo
como la relación entre funciones armónicas y aquellas que cumplen la propiedad del valor medio, entre
otras.In this text, two very important initial value problems in the field of partial differential equations,
known as Dirichlet problems, will be solved using tools provided by the area of complex analysis. The
first part of the text serves as a superficial introduction to the theory of partial differential equations
(PDEs) in this part the Laplace’s partial differential equation is defined, its solutions known as harmonic
functions, and in turn, the Laplacian operator ∇2
, as well as standard notation for spaces of differentiable
functions. Subsequently, classical and some more specific results of complex analysis are presented to the
reader, which will serve as tools in solving the Dirichlet problems.
The second part of the text focuses on solving the Dirichlet problems for the Laplace equation, initially
in the unit disk D = {z ∈ C : |z| < 1} and subsequently through the results obtained as a consequence
of this fact, it is solved for the upper half-plane {z ∈ C : Imz > 0}. From the solution of these problems,
equally relevant results in complex analysis are obtained, such as the relationship between harmonic
functions and those that satisfy the mean value property, among others.Resumen/Abstract II
Introducción III
1. Preliminares 1
1.1. Ecuaciones Diferenciales Parciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2. Análisis Complejo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2. El problema de Dirichlet 5
2.1. En el disco unitario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2. En el semiplano superior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3. Conclusiones 22
4. Bibliografía 23PregradoMatemátic
Análisis y evaluación para la mitigación de riesgos de inundación en la localidad de Engativá, en la ciudad de Bogotá
La presente tesis aborda el análisis de riesgo de inundación en la localidad de Engativá, de
la ciudad de Bogotá, mediante un diagnóstico de las redes troncales de alcantarillado pluvial. La
investigación se centra en identificar las áreas más vulnerables a inundaciones, evaluar la
capacidad y condición de las redes troncales de alcantarillado pluvial, y proponer medidas de
mitigación para reducir los riesgos asociadosThis thesis addresses the analysis of flood risk in the town of Engativá,
the city of Bogotá, through a diagnosis of the storm sewer trunk networks. The
Research focuses on identifying the areas most vulnerable to flooding, evaluating the
capacity and condition of storm sewer trunk networks, and propose mitigation measures.
mitigation to reduce associated risksMaestríaMagíster en Ingeniería Civi
Modelo de resonador magnético para la sensibilización infantil previa a una resonancia magnética (MER-E)
El documento contiene el planteamiento de un dispositivo hecho en impresión 3d para la sensibilización de pacientes pediátricos previa una resonancia magnética, igualmente se realiza la evaluación de usabilidad a un grupo de especialistasThe document contains the proposal of a device made in 3D printing for the sensitization of pediatric patients before an MRI, the usability evaluation is also carried out by a group of specialists.1. INTRODUCCIÓN 5
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 6
3. JUSTIFICACIÓN 8
4. OBJETIVOS 9
4.1. General
4.2. Específicos
5. MARCO TEÓRICO 9
6. METODOLOGÍA 12
7. MATERIALES 14
8. RESULTADOS 20
9. RECOMENDACIONES Y TRABAJOS FUTUROS 26
10. CONCLUSIONES 27
REFERENCIAS 28
ANEXOSPregradoIngeniero(a) Biomédico(a
Revisión de consideraciones de concepción, análisis y diseño de las estructuras de tensegridad y su aplicación en un modelo de enseñanza para estudiantes de pregrado en ingeniería civil.
Las estructuras de tensegridad son un sistema compuesto por barras a compresión y cables a tensión, conectados entre sí por medio de pasadores, este sistema estructural presenta múltiples aplicaciones, en las cuales se incluyen torres, puentes, estructuras de cubierta y estructuras desplegables. A pesar de existir aplicaciones de este sistema compuesto, se ha evidenciado que no existen lineamientos de análisis y diseño establecidos para este tipo de estructuras, lo que ocasiona que su aplicación se vea limitada y no pueda usarse de forma segura como sistema estructural alternativo. Bajo esta premisa se desarrolló el presente trabajo de grado, teniendo como objetivo principal generar una propuesta de enfoque óptimo de este tipo de sistema, tomando como base la literatura existente con el fin de garantizar un correcto análisis del comportamiento de las estructuras de tensegridad e identificar sus limitaciones de uso como sistema estructural. En el documento se consignó un compendio de la información encontrada en los diferentes artículos evaluados, describiendo las características, ventajas y desventajas, búsqueda de forma, análisis y diseño de los sistemas de tensegridad, aportando así al vacío de conocimiento en esta área, obteniendo como resultado un flujo metodológico que se puede valorar como un enfoque óptimo para el análisis y diseño de este tipo de estructuras, plasmando esta idea en la propuesta de un modelo de enseñanza, con el fin de permitir a los estudiantes de pregrado tener un acercamiento a este tipo de sistemas y abriendo la posibilidad a investigaciones futuras que permitan un mayor entendimiento de este tipo de estructuras.Tensegrity structures are systems composed of compression bars and tension cables, connected through pins. This structural system has multiple applications, including towers, bridges, roofs, and deployable structures. However, it has been shown a lack of established analysis and design guidelines for its application, which limit is use as a safely alternative structural system. Therefore, this document presents the basic principles that should be considered to interpret, analyze, and design tensegrity structures, proposing a methodological flow that follows a consistent application path for these systems. The document contains a summary of the information found in the different articles evaluated, describing the characteristics, advantages and disadvantages, form-finding, analysis and design of tensegrity systems, thus contributing to the knowledge gap in this area, The result is a methodological flow that can be valued as an optimal approach for the analysis and design of this type of structures, translating this idea into the proposal of a teaching model, in order to allow undergraduate students to have an approach to this type of systems and opening the possibility of future research that will allow a better understanding of this type of structures.MaestríaMagíster en Ingeniería Civi
Aplicación de Business Process Management BPM para la mejora del proceso de seguimiento a planes de mejoramiento realizados por la Oficina Asesora de Control Interno de Gestión OACIG de la Gobernación de Boyacá.
El presente trabajo de grado pretende aportar al cumplimiento de la política pública de
Gobierno Digital la cual es liderada por el Ministerio de Tecnologías de la Información y las
Comunicaciones – MinTIC de Colombia, que tiene como objetivo “Promover el uso y
aprovechamiento de las tecnologías de la información y las comunicaciones para consolidar un
Estado y ciudadanos competitivos, proactivos, e innovadores, que generen valor público en un
entorno de confianza digital”.
La presente investigación tiene como objetivo aplicar Business Process Management BPM
al proceso de: “Seguimiento a planes de mejoramiento” con el fin de perfeccionar la gestión
institucional realizada por la Oficina Asesora de Control Interno de Gestión – OACIG de la
Gobernación de Boyacá, adicionalmente, se plantea una simulación con las mejoras incorporadas
al proceso, con el fin de llegar a validar los cambios propuestos, así mismo, presentar los resultados
ante la institución y recibir retroalimentación al proyecto, el aporte de este trabajo es dejar un
documento con el que pueda replicarse esta iniciativa en otras gobernaciones o entidades públicas.
El trabajo de investigación se realiza bajo la modalidad de profundización del programa de
Maestría en Ingeniería Industrial; a nivel metodológico la investigación es de tipo analítico
(descriptivo y diagnóstico) con un enfoque mixto (cualitativo y cuantitativo), se realizará un
diagnóstico completo del proceso Seguimiento a planes de mejoramiento y un análisis cualitativo cuantitativo que permitan realizar el rediseño usando las heurísticas que se apliquen mejor al contexto, bajo el enfoque BPM siguiendo el ciclo de vida de los procesos.MaestríaMagíster en Ingeniería IndustrialImplementación de BPM para el rediseño de un proces
Revisión de literatura para comparar y comprobar buenas prácticas de responsabilidad social en empresas referentes a nivel Internacional y Nacional.
El presente trabajo de investigación aborda un análisis exhaustivo de las dimensiones clave de la Responsabilidad Social Corporativa (RSC) interna, enfocada en el bienestar y desarrollo integral de los colaboradores dentro de las organizaciones. Esta temática ha cobrado una relevancia significativa en el ámbito empresarial contemporáneo, convirtiéndose en un instrumento estratégico para promover prácticas éticas, sostenibles y centradas en el capital humano.This research paper addresses an exhaustive analysis of the key dimensions of internal Corporate Social Responsibility (CSR), focusing on the well-being and comprehensive development of employees within organizations. This topic has gained significant relevance in the contemporary business environment, becoming a strategic instrument to promote ethical, sustainable and human capital-centered practices.PregradoAdministrador(a) de Empresa
Análisis de vida remanente de maquinaria pesada, propiedad del municipio de Cogua, Cundinamarca
En el presente documento se encuentra consignado el planteamiento genérico del evalúo del Costo del Ciclo de Vida para maquinaria de tipo retroexcavadora y tipo volqueta; buscando beneficiar al municipio de Cogua, Cundinamarca. Se proporcionan herramientas digitales creadas a partir de Microsoft Excel, haciendo uso de comandos tipo macros en Visual Basic, que conllevan a
la obtención de una gráfica en la que se plasma el comportamiento del Costo del Ciclo de Vida del activo analizado, comparado con el valor de un equipo nuevo, arrojando tres diferentes resultados mediante una ventana emergente; siendo el primer escenario en el que el activo no ha cumplido con su ciclo de vida y le quedan determinada cantidad de años para culminar. La segunda situación contemplada implica que el equipo acaba de cumplir su ciclo de vida y requiere de reemplazo y; la tercera circunstancia (y no menos importante) abarca la condición dónde el activo ya había cumplido su ciclo de vida en el pasado y se sugiere su sustitución inmediata.This document contains the generic approach of the evaluation of the Life Cycle Cost for machinery of the types backhoe and dump truck, seeking to benefit the municipality of Cogua, Cundinamarca. Digital tools created from Microsoft Excel are provided, making use of macro commands in Visual Basic, which lead to obtaining a graph that shows the behavior of the Life Cycle Cost of the asset analyzed compared to the value of a new equipment, yielding three different results through a popup window; The first scenario is where the asset has not completed its life cycle and has a certain number of years to go; the second scenario implies that the equipment has just completed its life cycle and requires replacement; and the third (and no less important) circumstance covers the condition where the asset had already completed its life cycle in the past and immediate replacement is suggested.Contenido
________________________________________________
Pág.
Contenido.......................................................................................................................................XI
Lista de figuras............................................................................................................................XII
Lista de tablas............................................................................................................................ XIII
Lista de símbolos y abreviaturas...............................................................................................XIV
Introducción ....................................................................................................................................1
Capítulo 1. Marco Teórico ...................................................................................................3
1.1. Análisis de costos del ciclo de vida de un activo .............................................................. 4
1.1.1 Método 1: Mantenimiento y ciclo de vida. ....................................................................4
1.1.2 Método 2: Life Cycle Costs Hydraulic Institute, Europump, and the US Departament
of Energy Office of Industrial Technologies (OIT)....................................................................6
1.1.3 Método 3: NORSOK standard Life cicly cost for systems and equipment O-CR-001...7
1.1.4 Método 4: Método de los cinco pasos..........................................................................11
Capítulo 2. Taxonomía de Equipos ...................................................................................13
2.1. Taxonomía de Activos Físicos bajo la norma ISO 14224............................................... 13
2.2. Jerarquización de subsistemas para Retroexcavadoras. .................................................. 16
2.3. Jerarquización de subsistemas para Volquetas. .............................................................. 24
Capítulo 3. Herramienta Digital de Cálculo y Pronóstico ............................................... 35
3.1. Cálculo de Costos ........................................................................................................... 35
3.2. Cálculo de Costo del Ciclo de Vida ................................................................................ 40
Capítulo 4. Conclusiones y Recomendaciones .................................................................. 45
4.1. Conclusiones .................................................................................................................. 45
4.2. Recomendaciones ........................................................................................................... 46
Anexo A. Diagramas taxonómicos básicos de Retroexcavadoras y Volquetas .................. 47
Bibliografía .................................................................................................................................... 51PregradoIngeniero(a) Mecánico(a
Elaboración de protocolo para la evaluación y registro de equipos Architect que ingresan a bodega de Abbott Laboratorios de Colombia
Se describe un protocolo para la evaluación y registro de los equipos que ingresan a la bodega en la división de diagnóstico de Abbott Laboratories, con lo cual se garantiza una correcta documentación del historial y estado de estos, favoreciendo el procedimiento de reacondicionamiento y garantizando un mayor rendimiento de los procesos logísticos de cada equipo. En este también se describen las etapas pertinentes con las cuales se completa la correcta revisión de los equipos médicos propiedad de la división de diagnóstico de Abbott.PregradoIngeniero(a) Biomédico(a
Evaluación de electrodos EEG secos, húmedos y con gel para la implementación de sistemas BCI basados potenciales evocados P300
Over the years, there has been a search for the integration of intelligent
systems capable of supporting rehabilitation and communication processes for patients in severe conditions, whether due to neurodegenerative diseases, congenital issues, or accidents. Implementing Brain-Computer Interface (BCI) systems in the daily lives of these users brings the opportunity to improve their quality of life once they leave a clinical environment. This technology enables communication and control devices through real-time analysis of brain activity.
The most used technique to measure brain activity in BCI systems is electroencephalography (EEG). This technique records the electrical activity generated by neurons by placing electrodes on the scalp, where a conductive gel is applied to improve signal quality. However, using an electrolytic material each time the equipment is used presents a limitation in the goal of deploying BCI systems outside of laboratories. Considering this, various investigations have sought alternative methods for this application. Dry electrodes have been presented as a solution. However, this approach leads to a partial loss of EEG signal quality due to the removal of the conductive material, which reduces impedance and sensitivity to external artifacts. Therefore, this work aims to characterize dry, wet, and gel electrodes to assess their viability for use in BCI systems based on P300-evoked potentials.
EEG recordings were obtained from 15 subjects in 2 sessions. In each session
(per condition) was performed: 1 resting-state recording (with eyes closed) and 5
recordings using the RCP speller. In total, 450 recordings were obtained to evaluate the electrodes in BCI systems. Once the data was collected, the signals were preprocessed, features were extracted, and the intentions were classified to control the BCI system. As a result, it became possible to compare the different electrode responses for BCI systems. The results showed significant differences in EEG characteristics across the 3 conditions. Moreover, the analyzed BCI system achieved command decoding accuracy rates of 36%, 32%, and 87% using dry, wet, and gel electrodes, respectively. It was concluded that, under the experimental conditions, dry and wet electrodes do not allow for satisfactory control of the BCI systemA lo largo de los años se ha buscado la integración de sistemas inteligentes capaces de apoyar los procesos de rehabilitación y comunicación de pacientes en condiciones severas, ya sea por enfermedades neurodegenerativas, problemas congénitos o accidentes. Implementar sistemas de Interfaz Cerebro-Computadora (BCI) en la vida diaria de estos usuarios brinda la oportunidad de mejorar su calidad de vida una vez que abandonan un entorno clínico. Esta tecnología permite la comunicación y el control de dispositivos mediante el análisis en tiempo real de la actividad cerebral. La técnica más utilizada para medir la actividad cerebral en sistemas BCI es la electroencefalografía (EEG). Esta técnica registra la actividad eléctrica generada por las neuronas mediante la colocación de electrodos en el cuero cabelludo, donde se aplica un gel conductor para mejorar la calidad de la señal. Sin embargo, utilizar un material electrolítico cada vez que se utiliza el equipo presenta una limitación en el objetivo de implementar sistemas BCI fuera de los laboratorios. Considerando esto, diversas investigaciones han buscado métodos alternativos para esta aplicación. Los electrodos secos se han presentado como una solución. Sin embargo, este enfoque conlleva una pérdida parcial de la calidad de la señal del EEG debido a la eliminación del material conductor, lo que reduce la impedancia y la sensibilidad a los artefactos externos. Por lo tanto, este trabajo tiene como objetivo caracterizar electrodos secos, húmedos y de gel para evaluar su viabilidad para su uso en sistemas BCI basados en potenciales evocados P300. Se obtuvieron registros de EEG de 15 sujetos en 2 sesiones. En cada sesión (por condición) se realizó: 1 registro en estado de reposo (con los ojos cerrados) y 5 registros utilizando el deletreador RCP. En total, se obtuvieron 450 registros para evaluar los electrodos en sistemas BCI. Una vez recopilados los datos, se preprocesaron las señales, se extrajeron las características y se clasificaron las intenciones para controlar el sistema BCI. Como resultado, fue posible comparar las diferentes respuestas de los electrodos para los sistemas BCI. Los resultados mostraron diferencias significativas en las características de EEG en las 3 condiciones. Además, el sistema BCI analizado logró tasas de precisión de decodificación de comandos del 36%, 32% y 87% utilizando electrodos secos, húmedos y de gel, respectivamente. Se concluyó que, en las condiciones experimentales, los electrodos secos y húmedos no permiten un control satisfactorio del sistema BCI.PregradoIngeniero(a) Biomédico(a