Repositorio Institucional ITM
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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
No full textNon-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.
 
Metodologías empleadas para la producción de concreto permeable usando parcialmente materiales reciclados como agregados: una revisión literaria
No full textThe objective of this literature review was to compile and discuss the scientific literature on methodologies used to produce and manufacture pervious concrete, an innovative design alternative in pavements. In pervious concrete, coarse aggregates are partially replaced with recycled aggregates; for instance, rubber latex at 5 % and 8 % by weight of cement, fly ash between 0 % and 70 % by volume of cement, and carbon fiber at 0.27 % and 0.4 % by weight of coarse aggregate. For this literature review, we selected the most relevant publications from 2015 to 2021 indexed in the Scopus, Scielo, ScienceDirect, and Latindex databases using keywords such as “residual materials”, “coefficient of permeability”, “pervious concrete”, “degree of porosity”, and “laboratory tests for pervious concrete”. The results show that the compressive strength of this material varies between 0.5 MPa and 97.3 MPa; its tensile strength, between 1.6 MPa and 5.29 MPa; and its permeability, between 4.63 mm/s and 10.2 mm/s. The desirable percentage of fly ash to optimize pervious concrete is up to 20 %; higher values negatively affect its mechanical properties. In conclusion, pervious concrete presents parameters within the ranges established by regulations: compressive strength, 17.5 MPa; tensile strength, 2.6 MPa; and permeability, 6.1 mm/s. Therefore, it has significant value because it contributes to microstructural level enhancement and greater durability, which makes it an advantageous and useful product in modern times.El objetivo de la presente revisión fue recopilar y discutir literatura científica sobre metodologías empleadas para la producción y elaboración del concreto innovador “concreto permeable”, como alternativa de diseño en pavimentos, con el remplazo parcial de agregado grueso por agregados reciclados, como látex de caucho al 5 % y 8 % por peso de cemento, ceniza volante entre el 0 % y el 70 % por volumen del cemento, y fibra de carbono al 0.27 % y 0.4 % por peso de agregado grueso. Esta revisión de literatura implicó seleccionar las publicaciones más relevantes, para los períodos del 2015 al 2021 en bases de datos indexadas Scopus, Scielo, ScienceDirect, y Latindex; enfocándose en múltiples parámetros como: “materiales residuales, coeficiente de permeabilidad, concreto permeable, grado de porosidad y ensayos de laboratorio para el concreto permeable”. Los resultados muestran que la resistencia a la compresión varía entre 0.5 MPa y 97.3 MPa, resistencia a la tracción entre 1.6 MPa y 5.29 MPa y la permeabilidad entre 4.63 mm/s y 10.2 mm/s, donde el porcentaje idóneo del uso de ceniza volante para la obtención óptima de concreto permeable es hasta el 20 %, que, excediendo este porcentaje, afecta negativamente sus propiedades mecánicas. En conclusión, el “concreto permeable” se sitúa dentro de los rangos establecidos según normativa: 17.5 MPa, 2.6 MPa, 6.1 mm/s, respectivamente; por ende, adquiere un valor sustancial, contribuyendo con la mejora del nivel microestructural y mayor durabilidad, siendo ventajoso y útil en los tiempos modernos
Aplicación de la metodología Commonkads en la Gestión del Conocimiento
No full textKnowledge management is the process by which an organization facilitates the transmission of information, knowledge, experience and skills to employees, systematically and efficiently. This article relates the application of the methodology CommonKADS in the quality management, within the Bavaria organization in Medellín city. The application of the methodology CommonKADS, makes evident the importance of organizational and strategic analysis in the introduction and development of information technologies; and demonstrate this methodology supports applications engineering and knowledge management in building knowledge based systems; necessary to troubleshoot process control, monitoring, fault diagnosis and maintenance, among other quality aspects.La gestión del conocimiento es el proceso por el cual una organización facilita la trasmisión de información, conocimientos, experiencias y habilidades a sus empleados, de una manera sistemática y eficiente. El presente artículo relaciona la aplicación de la metodología Commonkads en la gestión de la calidad, al interior de la organización Bavaria en la ciudad de Medellín.
La aplicación de la metodología mencionada permite evidenciar la importancia del análisis organizacional y estratégico en la introducción y desarrollo de tecnologías de la información, así como demostrar que dicha metodología soporta aplicaciones de ingeniería y de gestión del conocimiento a la hora de construir los sistemas basados en el conocimiento; necesarios para solucionar problemas de control de procesos, monitorización, diagnóstico y mantenimiento de fallos, entre otras, es decir aspectos relacionados con la calidad del proceso
Solución de problemas de producción en una empresa manufacturera de calzado en León Guanajuato, México
No full textThe objective of this case study is to identify solutions to problems through scientific procedures presented in a production company focused on the manufacture of shoe soles, located in Leon Guanajuato, Mexico, through the diagnosis and use of some of the engineering techniques methods, standards, job design and work simplification. The Ishikawa diagram and Pareto chart were used to identify and analyze the possible root causes of negative effects affecting the company production. Subsequently, the necessary data were obtained for this study using flow and operation diagrams. In the next stage, production lines were balanced and workloads were adjusted.
The main results of this study were to be able to identify specific solutions to increase business productivity by implementing some changes in the working methods and the use of appropriate tools. An increase of 56% was achieved in productivity in a workstation. Therefore, it is concluded that with proper implementation and monitoring of this proposal, productivity and efficiency in this footwear company can be improved.Este estudio se realizó de julio a noviembre de 2011 y tiene por objetivo identificar soluciones mediante procedimientos científicos a problemas de producción, presentados en una empresa dedicada a la fabricación de suelas para calzado, ubicada en León Guanajuato, México, mediante el diagnóstico y uso de algunas técnicas de ingeniería de métodos, estándares, diseño y simplificación del trabajo. Se utilizaron el diagrama de Ishikawa (Ishikawa, 1997) y el gráfico de Pareto (Niebel y Freivalds, 2004) para determinar y analizar las posibles causas generadoras de efectos negativos en la producción. Posteriormente, se obtuvieron los datos de entrada utilizando diagramas de operación y de flujo; como siguiente paso, se procedió a balancear las líneas de producción y ajustar las cargas de trabajo.
Los principales resultados del este estudio son el balanceo de líneas y el ajuste de cargas de trabajo, derivados de un estudio de tiempos y movimientos para incrementar la productividad de la empresa mediante la implementación de cambios en los métodos de trabajo; otro resultado fue la eliminación de movimientos innecesarios mediante un estudio de movimientos, incrementando la productividad al 56% en una estación de trabajo. Se concluye que al implementar y dar mantenimiento a esta propuesta se mejorara la productividad de la empresa en cuestión
Diseño de Controlador Robusto para Horno Rotatorio
No full textThis paper presents the design of a robust controller for a rotary kiln. The designed controller is a combination of a fractional PID and linear quadratic regulator (LQR), these are not used to control the kiln until now, in addition robustness criteria are evaluated (gain margin, phase margin, strength gain, rejecting high frequency noise and sensitivity) applied to the entire model (controller-plant), obtaining good results with a frequency range of 0.020 to 90 rad/s, which contributes to the robustness of the system.En este artículo se presenta el diseño de un controlador robusto para un horno rotativo. El controlador diseñado es una combinación de un PID fraccionario y un regulador cuadrático lineal (LQR por su sigla en inglés, Linear Quadratic Regulator), los cuales no se han usado, hasta ahora, para controlar un horno rotatorio, además se evalúan los criterios de robustez (margen de ganancia, margen de fase, robustez de ganancia, sensibilidad y rechazo de ruido de alta frecuencia) aplicados al modelo completo (controlador-planta), obteniendo óptimos resultados en un rango de frecuencia de 0.020 a 90 rad/s, lo cual contribuye con la robustez del sistema
Optimización de costos en un escenario de mercado entre pares multimicrorred con dinámicas de replicadores
No full textOptimization plays a crucial role in the planning and operation of energy management systems, reducing costs and avoiding losses in generation while also decreasing carbon emissions. This is achieved by balancing supply and demand and leveraging distributed energy resources (DER). This study aimed to propose a generalized energy community scheme, where the generators within a microgrid meet the demand of their own or neighboring microgrids. It is important to consider that each energy generator has an associated cost function, and there is a penalty or transmission cost when a DER, located in a specific microgrid, sends energy to a neighboring microgrid. To address these constraints, a solution methodology based on population games was proposed, in conjunction with the Lagrangian relaxation technique, was proposed. The results obtained included the application of the model and solution method in three different scenarios. Additionally, the performance of the proposed solution was compared with the response of a conventional optimization method, achieving similar dispatches and minimal errors compared to the traditional technique. The research demonstrated that the combination of population game concepts and Lagrangian relaxation techniques can handle constraints that are challenging for replicator dynamics. Finally, it is concluded that the model is an effective tool for addressing energy management problems that involve meeting regional demand in a peer-to-peer scenario.La optimización desempeña un papel crucial en la planificación y operación de los sistemas de gestión de energía, reduciendo costos y evitando pérdidas en su generación, disminuyendo, además, las emisiones de carbono. Lo anterior se da teniendo en cuenta el equilibrio entre oferta y demanda y el aprovechamiento de los recursos energéticos distribuidos (DER, por sus siglas en inglés). Este trabajo tuvo como objetivo proponer un esquema generalizado de comunidad energética, donde los generadores que componen una microrred suplen la demanda de esta o de las microrredes vecinas. Es de considerar que cada generador de energía tiene una función de costos asociada a esta, y existe una penalización, o costo de transmisión, cuando un DER, ubicado en una microrred definida, envía energía a la microrred vecina. Con el fin de abordar las restricciones, se propuso, como metodología de solución, un enfoque basado en juegos poblacionales, en conjunto con la técnica de relajación lagrangiana. Los resultados obtenidos fueron la aplicación del modelo y método de solución en tres diferentes escenarios. Además, se comparó el desempeño de la solución propuesta con la respuesta de un método de optimización convencional, logrando despachos similares y errores mínimos en comparación con la técnica tradicional. La investigación demostró que la combinación de conceptos de juegos poblacionales y técnicas de relajación lagrangiana permiten asumir restricciones que son de difícil manejo para la dinámica de replicadores. Finalmente, se concluye que el modelo es una buena herramienta para abordar problemas de gestión de energía que implican cumplir con la demanda por región en un escenario peer to peer
A New Approach for High Pressure Pixel Polar Distribution on Off-line Signature Verification
No full textFeatures representing information of High Pressure Points froma static image of a handwritten signature are analyzed for an offline verification system. From grayscale images, a new approach for High Pressure threshold estimation is proposed. Two images, one containingthe High Pressure Points extracted and other with a binary version ofthe original signature, are transformed to polar coordinates where a pixel density ratio between them is calculated. Polar space had been divided into angular and radial segments, which permit a local analysis of the high pressure distribution. Finally two vectors containing the density distribution ratio are calculated for nearest and farthest points from geometric center of the original signature image. Experiments were carried out using a database containing signature from 160 individual. The robustness of the analyzed system for simple forgeries is tested out with Support Vector Machines models. For the sake of completeness, a comparison of the results obtained by the proposed approach with similar works published is presented.Se analiza el uso de características que representan la información de los Puntos de Alta Presión en la imagen estática de una firma manuscrita, en un sistema orientado a la verificación tipo offline de firmas. A partir de imágenes en niveles de gris, se propone un nuevo método para calcular el umbral de alta presión. Realizando la transformación de dos imágenes a coordenadas polares, una con la información de los Puntos de Alta Presión y otra con la versión binarizada de la imagen original, se calcula la densidad de pixeles entre ellas. El espacio polar se divide en secciones angulares y radiales, lo que permite realizar un análisis localizado de la distribución de los puntos de alta presión. Se calculan los vectores con la distribución de la densidad para las dos regiones radiales definidas (cercada y lejana) a partir del centro geométrico de la imagen original. Para las pruebas se usó una base de datos que contiene muestras de las firmas de 160 personas. Para validar la metodología planteada se construyeron modelos basados en Maquinas de Soporte Vectorial. Con el ánimo valorar los resultados obtenidos, se presentan algunos resultados obtenidos por otros autores
Estudio técnico-económico de dos tecnologías de producción de biodiesel a partir de aceite de soya empleando el simulador superpro designer
No full textIn this work, a preliminary technical-economic study of two technological proposals of biodiesel production was carried out employing soybean oil as the main raw material and under the current economic conditions of Brazil. For that the simulator SuperPro Designer® v.8.5 is used. In the first technology (Base Case) refined biodiesel and crude glycerol are obtained, while in the second (Variant) refined biodiesel is also produced, and the crude glycerol is purified to a final purity of 99.75 %. A sensitivity study consisting of 12 runs was carried out, through which the influence of five input variables on three economic indicators was evaluated: Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR) and Payback Time (PT). usd 21.4 million must be invested to erect the Base Case and the Variant, respectively. The results of the NPV, IRR and PT for the Base Case were usd 22,577,000 , 38.05 % and 2.26 years respectively, which indicate that the Variant is the most cost-effective technology. The introduction of glycerol purification operations increases the economic and profitability indicators of the biodiesel production plant. The sensitivity study allowed obtaining equations that establish the statistical correlation between five input variables and three output parameters. Statgraphics Centurion® software version XVI was used for the statistical processing of the results obtained.En el presente trabajo se efectuó un estudio técnico-económico preliminar de dos propuestas tecnológicas de producción de biodiesel empleando aceite de soya como materia prima principal y bajo las condiciones económicas actuales de Brasil. Para eso se utiliza el simulador SuperPro Designer® v.8.5. En la primera tecnología propuesta (Caso Base) se obtiene biodiesel refinado y glicerol crudo, mientras que en la segunda (Variante) también se produce biodiesel refinado, y el glicerol crudo es purificado hasta una pureza final de 99,75 %. Se efectuó un estudio de sensibilidad consistente en 12 corridas mediante el cual se evaluó la influencia de cinco variables de entrada sobre tres indicadores económicos: Valor Actual Neto (van), Tasa Interna de Retorno (tir) y Periodo de Recuperación de la Inversión (pri). Se deben invertir usd 21,4 millones para construir el Caso Base y la Variante, respectivamente. Los resultados del van, tir y pri para el Caso Base fueron de usd 22 577 000, 38,05 % y 2,26 años respectivamente, cosa que indica que la Variante constituye la propuesta tecnológica más rentable. La introducción de operaciones de purificación de glicerol incrementa los indicadores económicos y de rentabilidad de la planta de producción de biodiesel. El estudio de sensibilidad permitió obtener ecuaciones que establecen la correlación estadística existente entre cinco variables de entrada y tres de salida. Se empleó el software Statgraphics Centurion® versión XVI para el procesamiento estadístico de los resultados obtenidos
Introducción de resultados de investigación: una visión desde la gestión educativa
No full textThere is a weakness in the Colombian University, there is not a model about introduction of research results. Target is proposed to account for the necessary components to be present in the configuration of a model for managing the results of research in Science, Technology and Innovation in higher education institutions.The model is proposed for three institutions of higher education in Medellín city Instituto Tecnológico Metropolitano, Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid y la Facultad de Ciencias Humanas y Sociales de La Universidad de Antioquia.To achieve the objective was required to consolidate an interdisciplinary group and were required methods and techniques of qualitative and quantitative allowed the systematization of information from sources. The expected result help identify the components necessary to build a model that responds to the challenges of improving the relevance of the research projects in higher education institutions and to solve problems of social context.El artículo se deriva del proyecto La introducción de resultados de las investigaciones científicas tecnológicas en instituciones de educación superior: Un análisis explicativo de sus alcances en la solución de problemas sociales, empresariales y académicos en tres instituciones de la ciudad de Medellín: Instituto Tecnológico Metropolitano, Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid y la Facultad de Ciencias Humanas y Sociales de la Universidad de Antioquia. Se propone como objetivo dar cuenta de los componentes necesarios a tener presente en la configuración de un modelo para la gestión de los resultados de la investigación en Ciencia, Tecnología e Innovación en las instituciones de educación superior. En los aspectos metodológicos del desarrollo de la investigación se requirió de la consolidación de un grupo interdisciplinar y se precisaron métodos y técnicas de carácter cualitativo y cuantitativo que permitieran la sistematización de la información proveniente de fuentes documentales y de la consulta a los investigadores y beneficiarios de los proyectos de investigación realizados entre 2007 y 2011 en las instituciones participantes del proyecto. Se espera que los resultados contribuyan a identificar los componentes necesarios para la construcción de un modelo que responda a los retos de mejorar la pertinencia de los proyectos de investigación en las instituciones de educación superior y propiciar mecanismos para lograr su articulación a la solución de los problemas del contexto social.
Plataforma virtual para el mando local y remoto de un brazo robótico de apoyo para la educación en ingeniería
No full textThis paper presents the design and implementation of a virtual platform that allows simulation and local and remote command and control of the SCARA robot arm called UV-CERMA, which is installed at the Robotics Laboratory of the Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Facultad de Ingeniería, Universidad del Valle. The robot has been underutilized for some years due to the obsolete control system. The platform, focused on the engineering education methodology, consists of two applications which simulate the robot and permit its remote and local command and control. One of the applications was implemented on LabVIEW software of National Instruments and the other application was programmed on free software using the open source language Java. Both applications implement forward kinematics and inverse kinematics, have a module for trajectories planning and operation, a module for monitoring the values of the variables and a three dimensional model of the robot. To manipulate the robot, an interface with a joystick was developed, enhancing the versatility of the platform. The applications communicate with the real robot using the National Instruments data acquisition card NI USB-6211, and for the remote connection they have a client-server architecture using TCP/IP sockets.En este artículo se presenta el diseño e implementación de una plataforma virtual, que permite la simulación y mando local y remoto del brazo robot tipo SCARA llamado UV-CERMA, presente en el Laboratorio de Robótica de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Valle, el robot UV-CERMA ha estado subutilizado desde hace algunos años debido a lo obsoleto de su sistema de control. La plataforma, enfocada con los lineamientos de educación en ingeniería está compuesta por dos aplicaciones que permiten la simulación y el mando y control locales y remotos para el robot, una de las aplicaciones se programó haciendo uso del paquete de National Instruments LabVIEW y la otra aplicación se realizó por medio de software libre, por medio del lenguaje de código abierto Java, ambos desarrollos implementan los modelos cinemático directo y cinemático inverso, un módulo para la planificación y ejecución de trayectorias, otro módulo para el monitoreo de variables y un modelo 3D del robot. Para la manipulación del robot se tiene una interfaz con un joystick, que lo hace más versátil. Las aplicaciones se comunican al robot real mediante una tarjeta de adquisición de datos de National Instruments NI USB-6211, y para el mando remoto la plataforma cuenta con una arquitectura cliente/servidor usando sockets TCP/IP