INANOE Repositorio (Inst- Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
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Implementación en múltiples plataformas de técnica esférica de trazado de trayectorias homotópicas libres de colisión
Get PDFEn este trabajo se presenta el desarrollo e implementación de una metodología
para la planeación de trayectorias libres de colisiones. Estas trayectorias
comúnmente se utilizan para describir la ruta que debe seguir un robot móvil
que realiza una tarea asignada. Nuestra metodología toma como bases el método
de planeación de trayectorias homotópicas (HPPM) y el algoritmo de seguimiento
esférico de trayectoria (SA). Se proponen dos complementos: un esquema
predictor-corrector y una técnica para corregir efectos de reversión en la trayectoria.
Combinando los métodos HPPM, SA, el esquema predictor-corrector y la
técnica para corregir efecto de reversión se plantea una técnica eficaz de planeación
de trayectorias libres de colisiones. Finalmente, resultados de simulación en
múltiples plataformas de PC e implementación en un microcontrolador de 32 bits
validan la efectividad de la metodología
Láseres de fibra óptica de alta potencia
Get PDFHemos construido láseres de fibra dopada con Er3+ / Yb3+ de doble revestimiento
que operan entre 1520 y 1570 nm y en regímenes continuos y pulsados,
basándonos en la cavidad de Fabry-Perot y utilizando el interferómetro de Sagnac
y rejillas de Bragg como espejos con 100% de reflexión y elementos de
sintonización. En la cavidad láser se introduce un modulador acusto-óptico con
el fin de perturbar el medio de ganancia y de esta forma obtener pulsos ópticos,
esta técnica es conocida como conmutación en-Q (del inglés Q-Switch) y
se utiliza para obtener pulsos de duración del orden de los nanosegundos. En
estos diseños hemos obtenido tasas de repetición en un rango de 30 kHz hasta
140 kHz, y potencia promedio de 4.0 W. Ajustando las propiedades de este
tipo de láseres podemos obtener características bien definidas tales como buena
potencia promedio de salida (limitado por los dispositivos de fibras ópticas y el
cristal del modulador), emisión láser a diferentes longitudes de onda (según la
longitud de la fibra dopada), frecuencia de repetición de los pulsos moderados,
variación en la duración de los pulsos y para el caso del láser sintonizado un
espectro de sintonización bastante amplio.
Demostramos la obtención de eficiencias bastante buenas en la operación
del láser, además de demostrar como aplicando una perturbación mecánica,
compresión y extensión de la regilla de fibra de Bragg (FBG) se puede generar
emisión láser con características de una y dos longitudes de onda, siendo estas fijas
o sintonizables, estas manipulaciones recaen directamente en los parámetros
y límites posibles
Estudio de las propiedades termo mecánicas del Polisilicio para su aplicación en sensores inteligentes
Get PDFCon el propósito de fabricar Sistemas Micro Electro Mecánicos (MEMS, por sus siglas en inglés) de alta calidad y de alto rendimiento, es de suma importancia controlar y cuantificar, las principales propiedades físicas de los materiales que intervienen en éstos dispositivos. En general, cualquier tipo de micro actuador o sensor aprovecha un efecto físico para funcionar.
Durante el diseño de un dispositivo MEMS, lo que se busca es optimizar el desempeño del sensor/actuador; maximizando los efectos físicos que aprovecha dicha estructura. Los efectos físicos comúnmente utilizados son: Efecto electrostático, magnético, electro-térmico, piezoeléctrico y piezoresistivo. A su vez, estos efectos físicos, son consecuencia de las propiedades físicas del material; como por ejemplo: la resistividad eléctrica (ρe), coeficiente de expansión térmica lineal (CTE), conductividad térmica (κ), calor especifico (Cp), módulo de elasticidad (E) y la densidad de material(ρ).
La presente tesis presenta el diseño y el proceso de fabricación del Chip llamado PolyMEMS VII; que permite medir las propiedades termo-mecánicas en películas de Polysilicio. Se propone un esquema de medición confiable, sencillo y de bajo costo para la caracterización mecánica. Así mismo se reporta la caracterización mecánica de las siguientes propiedades: Módulo de Young (E), esfuerzo residual de tensión-compresión mecánica (±σ), gradiente de esfuerzo residual mecánico (±Δε)
Planificación de vistas para reconstrucción tridimensional de objetos con robots móviles
Get PDFEn robótica, los modelos tridimensionales (3D) de objetos físicos se utilizan en
tareas como manipulación, reconocimiento o estimación de posición. Por lo tanto,
es importante que los robots puedan reconstruir los modelos 3D de los objetos de
su ambiente. Para reconstruir un objeto es necesario colocar un sensor de rango
en diferentes posiciones y orientaciones (vistas). Desde cada vista se observa y se
reconstruye la superficie del objeto. Debido a que el objeto es desconocido cada
vista se determina de forma iterativa. Determinar cada vista involucra resolver el
problema de la “siguiente mejor vista”. Se ha demostrado que el problema es de
complejidad NP-Duro.
Suponemos que el sensor está montado en el efector final de un robot manipulador
móvil. Por lo tanto, determinar la siguiente mejor vista involucra determinar
el estado del robot tal que el sensor satisface las restricciones de la “siguiente mejor
vista”. A dicho estado le llamamos siguiente mejor estado/vista. Además, el robot
tiene un posicionamiento imperfecto que afecta la superficie observada o puede
causar una colisión del robot. El problema abordado en esta tesis es determinar
el siguiente mejor estado/vista robusto a errores de posicionamiento del robot.
La mayor parte del trabajo relacionado se ha centrado en determinar la vista del
sensor sin considerar las capacidades del robot. Los trabajos que determinan el
estado del robot lo hacen mediante cinemática inversa, sin embargo, dichos trabajos
pueden generar estados inalcanzables o caer en singularidades durante el
cálculo de la cinemática inversa
Reliability enhancement of nanometer-scale digital circuits
Get PDFThe aggressive scaling of CMOS process technology poses serious challenges on
the lifetime reliability of ICs due to the stringent operating conditions and the
increase of process parameter variations. Reliability has become an important
concern of semiconductor industry and should be improved with each scaled
technological node in order to enhance yield. From semiconductor perspective,
reliability is the ability of a device to perform its required function under stated
conditions for a specified period of time. A semiconductor device fails when the
response parameters from the device can no longer perform its intended function.
Device failure may occur at any moment of device's lifetime.
As technology scales down, the likelihood of manufacturing defects such as
open and bridge defects increases due to the growth rate of interconnections.
Some of these defects are hard to be detected by traditional test methods and
could result in test escapes posing reliability issues. In addition, soft errors have
emerged as an important reliability concerns in SRAM memories due to lower
node capacitance and more stringent operating conditions
Desarrollo de un sensor de permitividad dieléctrica de bajo costo a la frecuencia de 2.45 GHz
Get PDFUna amplia variedad de industrias necesitan un mayor conocimiento de los materiales para mejorar el monitoreo de procesos y control de calidad. Cada material tiene un conjunto único de características eléctricas que dependen de sus propiedades dieléctricas. Las mediciones precisas de estas propiedades pueden proporcionar, a los científicos e ingenieros, información valiosa para incorporar adecuadamente el material en sus diseños o procesos de fabricación. Una medición de materiales dieléctricos puede proporcionar parámetros de diseño para muchas aplicaciones en la electrónica. En relación a lo mencionado anteriormente, esta tesis adquiere importancia ya que presenta un sensor que mide la permitividad de los materiales.
En principio, se presenta la problemática, objetivo y justificación del trabajo. Éstas están enfocadas a la implementación del sensor que proporciona:
* La reducción del costo de la medición de propiedades dieléctricas.
* Información primordial para tratamiento no químico de desinfestación de legumbres.
* Eficiencia en el método de medición.
Posteriormente, se muestran los dos métodos empleados para la medición de permitividad. Se presentan las técnicas que comprende cada método y se mencionan las características principales de cada técnica.
Se exponen conceptos relacionados con la medición de la permitividad, con lo cual se pretende facilitar la comprensión del tema en cuestión.
El sensor desarrollado se basa en el método de perturbación. Por tal motivo, se presenta la metodología y ecuaciones correspondientes para el cálculo de las propiedades dieléctricas.
El rendimiento y las gráficas, relacionadas con las mediciones, de todos los elementos que conforman el sensor se mencionan y se muestran, es decir, cada componente de microondas se caracteriza.
Los resultados de las mediciones del sensor se presentan mediante gráficas y tablas. Se midieron las permitividades del madera terciada, madera de pino, papel y acrílico. Éstas se comparan con las permitividades obtenidas por un analizador de redes vectoriales, determinando su buen desempeño
Effect of drift and diffusion processes in the change of the current direction in a fet transistor
Get PDFTypically, when the inversion channel has formed in a nMOSFET and
the drain voltage is swept, the channel current is positive, meaning a sourceto-
drain electron flow. This can be observed in transistors with channel
lengths not longer than 80 nm.
A set of experimental results showing a reversible channel current effect in a
34 nm nMOSFET is introduced. This effect means that the electrons suffer a
change in the direction, now flowing from drain-to-source. By numerical
modeling it was found that the reversible channel current effect is understood
by incorporating the Density Gradient (DG) theory, which is considered an
enhanced drift-diffusion model. The enhancement comes from considering
quantum nature effects that are negligible when working on the micrometer
scale (transistors with channel lengths longer than 80 nm).
The phenomenon is explained by a change of sign in the gradient of the
generalized quantum potential along the channel. The effect is only
observable at low drain voltages, where a slight initial internal channel
conductance (at no bias) unbalance causes the channel current to reverse
when the gate voltage sweeps from low to high values
Mecanismo de reconocimiento grupal del contexto orientado a los sistemas inteligentes de transporte
Get PDFEsta tesis propone un mecanismo para el reconocimiento de las condiciones de los caminos por los cuales un vehículo se desplaza, como parte de la información contextual (o información del entorno) de los conductores. El reconocimiento de la información del contexto se realiza desde el enfoque de sensado móvil. Esto significa que se hace uso de sensores en dispositivos móviles para recolectar la información del entorno del conductor; específicamente en este trabajo se utilizaron acelerómetros de varios teléfonos inteligentes.
Debido a su amplia usabilidad en varias aplicaciones de los sistemas inteligentes de transporte, en este trabajo se consideró relevante el reconocimiento de la información del contexto referente a las siguientes clases: 1) calles en buen estado, 2) calles en mal estado, 3) calles en estado regular, 4) topes, 5) baches, y 6) el estado de reposo. La aportación principal de esta tesis radica en conseguir un reconocimiento de información del contexto de forma eficiente, a través de un sensado grupal. Principalmente, el mecanismo propuesto consiguió mejorar la eficiencia en el uso de los siguientes recursos del teléfono: memoria, almacenamiento, procesamiento y batería. La mejora en la eficiencia se consiguió reduciendo la frecuencia de muestreo de cada dispositivo durante el sensado y realizando una fusión de datos centralizada. Los experimentos realizados mostraron que usando cuatro teléfonos con una frecuencia de muestreo de 25 Hz, se consiguen resultados comparables a utilizar la frecuencia máxima de muestreo permitida con una de las fuentes sola. Dado este comportamiento, es posible concluir que el mecanismo propuesto, basado en un sensado grupal, consigue un ahorro de recursos y es eficiente respecto al caso de sensado individual
Optoelectronic properties of tin doped indium oxide films fabricated by DC magnetron sputtering with post annealing in oxygen atmosphere
Get PDFIndium Tin Oxide (ITO) films are highly transparent in the visible region, exhibiting high reflectance in the infrared region, and presenting nearly metallic conductivity. Owing to this unusual combination of electrical and optical properties, this material is widely applied in optoelectronic devices.
In this study, ITO films were deposited on Corning Glass substrates by DC magnetron sputtering technique at 100 watts using an ITO ceramic target (In2O3:SnO2, 90:10 wt%) in argon atmosphere at room temperature, and a posterior annealing at different temperatures in oxygen-rich atmosphere. The electrical, optical and microstructural properties of ITO films, as a function of the post-annealing temperature were analyzed by XRD, spectral, Hall Effect and AFM measurements. It has been found that as-deposited the amorphous ITO films transform to a polycrystalline structure at temperatures above 200oC. At the same time, the resistivity decreases and the visible optical transmittance increases. The best electro-optical parameters of the ITO films have been obtained by annealing at 300oC in pure oxygen environment. This temperature allows for the fabrication of high quality ITO films on flexible polymer substrates Kapton from DuPont. The use of other flexible substrates, such as Teflon, which are important for thin film photoelectric applications, is connected with the desire of decreasing the annealing temperature below 200oC; a possible solution to achieve this goal is discussed as a future work
Construcción automática de un modelo de predicción a partir del análisis de datos desbalanceados
No full textEsta investigación se orienta al procesamiento y análisis de datos con características
particulares como son, datos temporales, incertidumbre en los
datos, bases de datos con clases binarias, datos con clases desbalanceadas,
datos con un evento de interés en la clase minoritaria, datos no estacionarios.
Las propiedades anteriores son propias de colecciones de datos del dominio
biomédico, industrial, económico, por mencionar algunos ejemplos.
Así, la tesis contribuye en tres áreas principales. En primer lugar, en la construcción
de un método de selección de variables que favorece la identificación
de la clase minoritaria en bases de datos con clases desbalanceadas.
Segundo, la representación y construcción de un modelo dinámico
probabilista, en la forma de una Red Bayesiana Dinámica no estacionaria
que permite pronosticar la ocurrencia de un evento de la clase mayoritaria
y minoritaria, favoreciendo a la clase minoritaria, y tercero la aplicación del
método propuesto para la construcción de un modelo de la marcha para
pronóstico de caídas en adultos mayores.
Los resultados obtenidos muestran que el algoritmo de selección de variables
propuesto ayuda a seleccionar mejor las variables relevantes para identificar
un evento en la clase minoritaria en bases de datos con clases binarias, tanto
balanceadas como desbalanceadas, que algoritmos tradicionales de selección
de variables.
Por otro lado, el modelo propuesto basado en una red Bayesiana dinámica
no estacionaria obtiene un mejor desempeño para el pronóstico de la clase
minoritaria en datos estacionarios con clases balanceadas y desbalanceadas y
datos no estacionarios con clases balanceadas y desbalanceadas, que modelos
construidos con técnicas convencionales como las Redes Bayesianas Dinámicas.
Además, se tiene evidencia de que los modelos construidos utilizando
selección de variables tienen un mejor desempeño que los modelos construidos
usando todas las variables del conjunto de datos.
El interés en el análisis de este tipo de datos surgió del estudio de la degradación
de la marcha. Los modelos propuestos en esta tesis proporcionan
información adicional a los expertos en el análisis clínico de la marcha, con
quienes se interactuó directamente, dado que no conocen con precisión cuáles
son las variables más relevantes que reflejen la degradación patológica de la
marcha, ni la manera en que los cambios en las variables de la marcha son
desencadenados en personas con alto riesgo de sufrir caídas