Institutional Repository CICESE (Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada)
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4x1 patch antenna array using taper-based coupling for 24 GHz radar applications
No full textActualmente, los arreglos de antenas de parche de microcinta son una parte importante de los radares que operan a 24 GHz. Estos radares son relevantes debido a que ofrecen resultados confiables incluso bajo condiciones climáticas adversas. Por otro lado, las antenas de microcinta presentan múltiples ventajas como un buen rendimiento, un tamaño pequeño y fabricación sencilla y económica. Es importante mencionar que en este rango de frecuencias hay varias consideraciones que los diseñadores deben tener en cuenta; una de las más importantes es el adecuado acoplamiento entre la antena y su línea de alimentación ya que de él depende en gran medida el desempeño del arreglo de antenas. Con el fin de contribuir en este aspecto, en esta tesis se realizó el diseño, fabricación y caracterización experimental de una propuesta de arreglo 4x1 elementos de antenas empleando transiciones de impedancia tipo taper, con el fin de reducir los niveles de reflexión que se puedan generar en la red de acoplamiento de arreglos convencionales los cuales suelen utilizar transformadores de /4, también llamadas transiciones de impedancia escalonadas. Para validar la propuesta, los resultados fueron comparados con otras estructuras y para ello, se realizó el diseño e implementación de una antena de parche único, de un arreglo 4x1 con transiciones escalonadas, y de un arreglo 4x1 presente en un radar comercial. Las simulaciones y los datos medidos muestran cómo la propuesta permite un mayor acoplamiento entre las antenas y la línea de alimentación. Los resultados experimentales muestran que la magnitud de la reflexión 11 usando la red propuesta es de -41.32 dB, mientras que para los diseños de parche único, arreglo escalonado y radar comercial se obtuvieron valores de -16.28 dB, -18.96 dB y -33.24 dB, respectivamente. Lo anterior pone en manifiesto la conveniencia de las transiciones basadas en taper para este tipo de arreglos de antenas operando a frecuencias de microondas. Además, la propuesta no aumenta las dimensiones ni la complejidad de diseño de la estructura en comparación con las redes convencionales.Nowadays, microstrip patch antenna arrays are an essential part of radar applications operating at 24 GHz. These radars are relevant because they provide reliable results even under adverse weather conditions. On the other hand, microstrip patch antennas present multiple advantages such as good performance, small size and simple and inexpensive manufacturing. It is important to mention that in this frequency range, there are several considerations that designers must consider; one of the most important being the proper coupling between the antenna and its feed line, since the performance of the antenna array depends largely on it. In order to contribute in this aspect, in this thesis the design, fabrication, and experimental characterization of a proposal of a 4x1 antenna element array using taper type impedance transitions was carried out, with the purpose of reducing the reflection levels that can be generated in the coupling network of conventional arrays which usually use /4 transformers, also called stepped impedance transitions. In order to validate the proposal, the results were compared with other structures, and for this purpose the design and implementation of a single patch antenna, a 4x1 array with stepped transitions, and a 4x1 array present in a commercial radar were carried out. Simulations and measured data show how the proposal allows a better coupling between the antennas and the feed line. Experimental results show that the magnitude of the reflection 11 using the proposed network is -41.32 dB, while for the single patch, staggered array and commercial radar designs values of -16.28 dB, -18.96 dB and -33.24 dB, respectively, were obtained. The presented work highlights the convenience of using taper-based lines in feeding networks used in commercial radar systems operating at microwave frequencies. Moreover, the proposal does not increase dimensions neither design complexity of the structure when compared to conventional networks
Generation of multitone signals for their application in the characterization of power amplifiers
No full textLa creciente demanda de amplificadores de potencia (AP) lineales y eficientes en los transmisores de radio frecuencia (RF) impulsa el desarrollo de trabajos de investigación en búsqueda de mejorar el desempeño en ancho de banda, potencia de salida, ganancia, eficiencia y linealidad. En los sistemas de comunicación se utilizan transmisores que son excitados con señales multitono y moduladas por lo que es importante caracterizarlos bajo estas condiciones. En este trabajo de tesis se tiene como objetivo estudiar el desempeño de un AP utilizando señales multitono y aumentando la potencia de entrada observando cómo varían en función de éstas su potencia de salida, ganancia, potencia de saturación, corriente de drenador fuente y corriente de compuerta fuente. Para desarrollar este estudio, se evalúa la linealidad de los AP utilizando dos tonos y analizando la característica AM-AM y la relación de intermodulación multitono.The growing demand for linear and efficient power amplifiers (PA) in radio frequency (RF) transmitters drives the development of research works in search of improving performance in bandwidth, output power, gain, efficiency, and linearity. In communication systems, transmitters that are excited with multitone and modulated signals are used, so it is important to characterize them under these conditions. The objective of this thesis work is to study the performance of an AP using multitone signals and increasing the input power, observing how their output power, gain, saturation power, source drain current and gate current vary as a function of these signals. To develop this study, the linearity of the APs is evaluated using two tones and analyzing the AM-AM characteristic and the multitone intermodulation ratio
Titanium dioxide nano-microstructures prepared by Sputtering and anodization
No full textEl Ti es ampliamente usado en implantes que sustituyen hueso debido a su ligereza, alta resistencia a esfuerzos mecánicos y biocompatibilidad; siendo esta última consecuencia de la capa de TiO2 que se forma en su superficie. Dicha capa, dependiendo de su morfología, puede promover la proliferación celular ósea, tal y como se muestra en este trabajo de tesis, en el que se prepararon y estudiaron superficies de TiO2 con diferentes morfologías: continuas, nanoestructuradas, microestructuradas y nano-microestructuradas. Las superficies continuas se obtuvieron a partir de películas de Ti (500 nm)/vidrio, mediante erosión iónica. Para preparar las nanoestructuras se utilizó la técnica de anodizado, en la que se varió la concentración de NH4F (0.3 a 0.9 wt%) en el electrolito, el voltaje (10 a 45 V) y el tiempo de síntesis (1 a 15 min); de donde se determinó que las nanoestructuras con el mayor diámetro promedio de poro, de 64 ± 8 nm, fueron las elaboradas con una concentración de 0.6 wt% de NH4F, 45 V y 3 min. Para las microestructuras se utilizó fotolitografía por lift-off; con ella se obtuvieron poros columnares de 40 µm separados por 106 µm. La combinación de nano-microestructuras se llevó a cabo anodizando las microestructuras en las condiciones señaladas para obtener los nanoporos de mayor diámetro. Todas las superficies fueron sometidas a un tratamiento térmico a 450 °C/4 h, con lo que cristalizaron a la fase anatasa del TiO2. Los ensayos de hemólisis demostraron que las muestras no son tóxicas en sangre, a excepción de la continua, pero incluso esta se encuentra solo en un 0.2 % por encima de la norma ISO 10993-4. Las pruebas de proliferación de osteoblastos a las 48, 72 y 96 h, indicaron que la superficie continua y la microestructurada generan una proliferación menor con respecto al control, mientras que en las nano-microestructuradas la proliferación es similar al control. Las superficies nanoestructuras en cambio, promueven una proliferación celular por encima del control (1.5 veces), resultado que motiva estudios subsecuentes en la optimización del tamaño de poro en superficies nanoestructuradas para su aplicación en implantes biomédicos.Ti is widely used in implants that replace bone due to its lightness, high resistance to mechanical stress and biocompatibility; the latter being a consequence of the TiO2 layer that is formed on the surface. Such layer, depending on its morphology, can promote bone cell proliferation, as is shown in this thesis, in which continuous, nanostructured, microstructured and nano-microstructured TiO2 surfaces were prepared and studied. Continuous surfaces were obtained from Ti films (500 nm)/glass by sputtering. To prepare the nanostructures, the anodization technique was used, varying the NH4F concentration (0.3 to 0.9 wt%) of the electrolyte, the voltage (10 to 45 V) and the synthesis time (1 to 15 min); from which it was determined that the nanostructures with the largest average diameter of pores, of 64 ± 8 nm, were prepared using 0.6 wt% of NH4F, 45 V and 3 min. For the microstructures lift-off photolithography was used, with it samples with columnar pores of 40 µm separated by 106 µm were obtained. The combination of nano-microstructures was carried out by anodizing the microstructures under the indicated conditions to obtain pores of the largest diameter. All the surfaces were subjected to a heat treatment at 450 °C/4 h, acquiring the crystalline anatase phase of TiO2. The hemolysis essays showed that samples are non-toxic in blood, except the continuous but even this one is only 0.2% above the ISO 10993-4. The osteoblast proliferation tests at 48, 72, and 96 h indicated that the continuous and microstructured surfaces generate less proliferation with respect to the control, while in the nano-microstructured surfaces proliferation is similar to the control. The nanostructured surfaces in another hand, promote a cell proliferation above the control (1.5 times), a result that motivates subsequent studies on the optimization of pore size in nanostructured surfaces for their application in biomedical implants
Species identification for traceability of abalone from Northeast Pacific and population genomics of the critically endangered Haliotis cracherodii
No full textEn el Pacífico Nororiental (PNO) habitan seis especies de abulón con importancia ecológica y socioeconómica para la península de Baja California, México. Cinco de ellas se encuentran en la Carta Nacional Pesquera que establece permisos y cuotas para su captura por medio de cooperativas pesqueras. Estados Unidos es el principal mercado del abulón mexicano, país en el cual la pesca de abulón está cerrada y donde el comercio de especies en peligro crítico como el abulón chino y negro es ilegal. Por ello, es necesario contar con herramientas moleculares que permitan el comercio responsable y sustentable de este recurso. Los marcadores SNP se han utilizado en identificación de especies, asignación parenteral, análisis poblacional, trazabilidad y otras aplicaciones en organismos acuáticos. Sin embargo, su uso puede ser poco práctico en análisis de rutina. De lo contrario, el uso de un solo marcador molecular no siempre es suficiente para identificación de especies y, en ocasiones, puede llevar a conclusiones erróneas. En este trabajo, se generaron marcadores SNP para la identificación de las especies de abulón del PNO con alto poder discriminante y se compararon con marcadores monolocus (Mml) previamente reportados y nuevos (diseñados aquí) para su uso potencial en tejido fresco, productos enlatados y organismos híbridos. Se obtuvo un panel Total de 1,123 SNP, de los cuales se seleccionaron los SNP más informativos bajo dos criterios: con Alelos Privados (66 SNP) y con Alelos Atípicos (24 SNP), que permitieron la discriminación de cinco y cuatro especies de abulón, respectivamente. A partir del panel de Alelos Privados, se seleccionó un número reducido de SNP con el que se desarrolló una metodología para su rápida detección por medio de curvas de disociación (HRM). Se logró la identificación correcta de las seis especies de abulón en tejido fresco y productos enlatados con un mejor desempeño que los Mml, lo cual hace factible esta metodología para su uso rutinario en productos desconchados, congelados y/o enlatados. Por otra parte, considerando que el abulón negro es un recurso en peligro crítico, se identificaron marcadores SNP empleando su genoma de referencia para analizar la genómica poblacional a lo largo de su distribución geográfica en nueve localidades distribuidas entre California (CMC, CSM) y Baja California (BJM, ITS, SLM, PBD, BTS, PCS, FSJ) con signos de recuperación. Con 11,152 SNP neutrales se encontró una estructura genómica que divide el área ..Six abalone species of ecological and socioeconomic importance for the Baja California peninsula, Mexico, inhabit the Northeastern Pacific Ocean (NEP). Five of them are included in the National Fishing Charter, which establishes permits and quotas for their capture by fishing cooperatives. The United States is the primary market for Mexican abalone, a country where abalone fishing is closed and where the trade of critically endangered species such as Chinese/white and black abalone is illegal. Therefore, it is necessary to have molecular tools that allow responsible and sustainable trade of this resource. SNP markers have been used in species identification, parenteral allocation, population analysis, traceability, and other applications in aquatic organisms. However, their use may be impractical in routine analysis. Otherwise, using a single molecular marker is insufficient for species identification and can sometimes lead to erroneous conclusions. This work generated SNP markers for identifying NEP abalone species with high discriminant power. It compared them with previously reported and new monolocus markers (Mml) (designed here) for potential use in fresh tissue, canned products, and hybrid organisms. A Total panel of 1,123 SNPs was obtained, from which the most informative SNPs were selected under two criteria: Private Alleles (66 SNPs) and Atypical Alleles (24 SNPs), which allowed discrimination of five and four abalone species, respectively. A reduced number of SNPs were selected from the Private Allele panel, and a methodology was developed for their rapid detection through melting curves (HRM). Correct identification of the six abalone species in fresh tissue and canned products was achieved with better performance than Mml, which makes this methodology feasible for routine use in shucked, frozen, and canned products. On the other hand, considering that black abalone is a critically endangered resource, SNP markers were identified using its reference genome to analyze population genomics along its geographic distribution in nine locations distributed between California (CMC, CSM) and Baja California (BJM, ITS, SLM, PBD, BTS, PCS, FSJ) with signs of recovery. With 11,152 neutral SNPs, a genomic structure was found that divides the area into two groups: one group to the north made up of seven localities (CMC, CSM, BJM, ITS, SLM, PBD, BTS) and another to the south with two (PC and FSJ). Despite their geographical distance (300 km), there is a high.
Evaluation of the partial and total fishmeal substitution with poultry by-product meal, in juvenile striped bass (Morone saxatilis): effect on growth, digestive enzyme activity, digestibility and muscle nutritional quality
No full textLa búsqueda de ingredientes más sostenibles y económicos para la alimentación de peces marinos es esencial. Este estudio se enfocó en reemplazar la harina de pescado (HP) con harinas derivadas de subproductos avícolas (HAve) en la dieta de juveniles de Morone saxatilis criados en agua de mar. Se diseñaron cinco dietas con niveles constantes de proteínas (46%) y lípidos (14%), variando gradualmente la cantidad de HP reemplazada por HAve (25%, 50%, 75% y 100%). Además, se suplementaron las dietas con DHA-Natur para equilibrar los ácidos grasos esenciales. El estudio se llevó a cabo durante siete semanas, utilizando tres grupos de 15 peces en un sistema de recirculación. Los peces se alimentaron tres veces al día a saciedad aparente. Los resultados revelaron que no hubo diferencias significativas en el crecimiento de los peces entre los diferentes tratamientos, lo que sugiere que el reemplazo de HP por HAve no afectó negativamente el crecimiento. Además, se observaron valores más altos en varias variables de respuesta (i.e., TCE, TCA, y la TEP) en los peces alimentados con el tratamiento HAve100. A pesar de que la actividad de la tripsina en el intestino de los peces alimentados con los tratamientos HAve fue menor en comparación con la dieta de control con HP, esto no afectó la digestibilidad de la dieta ni de las proteínas. Los análisis de ácidos grasos mostraron que los niveles en el músculo de los peces estaban directamente relacionados con los niveles en la dieta, excepto para los ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (LC-PUFAs). Estos últimos no tuvieron una correlación directa, pero se observó un alto enriquecimiento de LC-PUFAs en el músculo de los peces, indicando una preferencia por almacenar estos ácidos grasos. En resumen, este estudio demuestra que las HAve son una excelente alternativa para reemplazar las HP en la dieta de la lobina rayada cultivada en agua de mar. Esto no solo reduce costos, sino que también contribuye a la sostenibilidad de la acuicultura. Estos hallazgos tienen un gran impacto en la industria acuícola y promueven prácticas más sostenibles en la cría de esta especie.The quest for more sustainable and cost-effective ingredients in the feed for marine fish is of utmost importance. This study aimed to replace fishmeal (FM) with poultry byproduct meal (PBM) in the diet of juvenile Morone saxatilis raised in seawater. Five isoproteic and isolipidic diets were formulated, maintaining a constant protein content of 46% and lipid content of 14%, with a gradual substitution of FM by PBM (25%, 50%, 75%, and 100%). Additionally, the diets were supplemented with DHA-Natur to balance essential fatty acids. The study was conducted over seven weeks using three groups of 15 fish in a recirculation system. Fish were fed three times daily to apparent satiety. Results revealed no significant differences in fish growth among the various treatments, suggesting that the replacement of FM with PBM did not negatively affect growth. Moreover, higher values were observed in several response variables (i.e., TCE, TCA, and TEP) in fish fed the HAve100 treatment. Although trypsin activity in the fish intestine was lower in the PBM treatments compared to the control diet with FM, this did not affect diet or protein digestibility. Fatty acid analyses showed that muscle levels of fish were directly related to diet levels, except for long-chain polyunsaturated fatty acids (LC-PUFAs). LC-PUFAs did not exhibit a direct correlation but displayed significant enrichment in fish muscle, indicating a preference for storing these fatty acids. In summary, this study demonstrates that PBM is an excellent alternative to replace FM in the diet of striped bass cultured in seawater. This not only reduces costs but also contributes to the sustainability of aquaculture. These findings have significant implications for the aquaculture industry, promoting more sustainable practices in the cultivation of this species
Evaluation of changes in fhysical functionality in the coral reefs of Islas Marietas National Park based on active restoration efforts conducted during 2014-2021
No full textLos arrecifes coralinos constituyen uno de los ecosistemas marinos más biodiversos del planeta, además de proveer funciones geo-ecológicas de gran valor. Sin embargo, son afectados debido a diversos estresores tanto naturales como de origen antrópico. En respuesta a la situación anteriormente planteada, se han implementado medidas de restauración activa, como en el caso de la comunidad coralina del Parque Nacional Islas Marietas (PNIM). Este trabajo tiene como objetivo evaluar los cambios en la funcionalidad física a partir de los esfuerzos de restauración activa llevados a cabo en las comunidades coralinas del PNIM durante 2014-2021. Se utilizó el índice de función arrecifal (IFA) como métrica de la funcionalidad física (FF) puesto que es una manera más completa de comprender el estado en el que se encuentran las comunidades coralinas. El IFA considera tres atributos ecológicos específicos: cobertura coralina (CC), tasa de calcificación y complejidad estructural. Se calculó el IFA en seis sitios dentro del PNIM, diferenciando transectos restaurados (R) y no restaurados (NR), se analizó a tres niveles espaciales (parque, islas y sitios) y para cada uno de los años de estudio. Los resultados mostraron que, en la mayoría de los transectos restaurados, tanto la CC como el IFA tienen una tendencia positiva a través del tiempo, además, se obtuvo un aumento significativo en ambas variables en los transectos donde se llevaron a cabo acciones de restauración activa en comparación con aquellos sin restauración. Los resultados de este estudio demuestran que la restauración en el PNIM utilizando fragmentos de pocilopóridos está siendo efectiva en términos de funcionalidad física. Debido al alto aporte a la FF que tiene el género se está logrando recuperar la estructura arrecifal en mayor medida en transectos con restauración activa comparados con los transectos en los que no hay intervención, acercándose a los valores históricos (1996-1997), incluso en sitios en donde naturalmente la FF no ha logrado recuperarse.Coral reefs constitute one of the most biodiverse marine ecosystems on the planet, in addition to providing highly valuable geo-ecological functions. However, they are affected due to various stressors, both natural and of anthropogenic origin. In response to the above situation, active restoration measures have been implemented, as in the case of the coral community of the Islas Marietas National Park (PNIM). This study aims to evaluate the changes in the physical functionality from the active restoration efforts carried out in the coral communities of the PNIM during 2014-2021. The reef functional index (IFA) was used as a physical functionality (FF) metric since it is a more complete way of understanding the state of coral communities. The IFA considers three specific ecological attributes: coral cover (CC), calcification rate, and structural complexity. The IFA was calculated at six sites within the PNIM, differentiating between restored (R) and non-restored (NR) transects, it was analyzed at three spatial levels (park, islands, and sites) and for each of the study years. The results showed that, in most of the restored transects, both the CC and the IFA have a positive trend over time, in addition, a significant increase was obtained in both variables in the transects where active restoration actions were carried out compared to those without restoration. The results of this study demonstrate that the restoration in the PNIM using fragments of pociloporids is being effective in terms of physical functionality. Due to the high contribution to the FF that the genus has, the reef structure is being recovered to a greater extent in transects with active restoration compared to transects in which there is no intervention, approaching historical values (1996-1997), even in places where naturally the FF has not been able to recover
Automated audiometry througt computer vision
No full textLa pérdida de audición se refiere a la disminución de la capacidad auditiva, éste es un proceso progresivo e irreversible, en el que la mayoría de las ocasiones el individuo que presenta pérdida no se da cuenta de su evolución hasta que el proceso se encuentra avanzado. Dado que la audición es la vía principal a través de la cual se desarrolla el lenguaje y el habla, se debe tener presente que cualquier trastorno en la percepción auditiva de un individuo en edades tempranas, afectará su desarrollo lingüístico y comunicativo, sus procesos cognitivos y consecuentemente su posterior integración escolar, social y laboral. Todas estas consideraciones explican la necesidad de detectar este problema en sus comienzos, incluso antes de que el individuo se percate de que existe. La audiometría es una exploración del sistema auditivo, en la cual se mide la capacidad del oído humano de percibir sonidos. El objetivo principal de esta tesis es el diseño y desarrollo de un audiómetro automatizado, que con el reconocimiento de imágenes pueda interpretar la respuesta de la persona al realizar evaluación audiometría, Para ello, se desarrolló un sistema de visión computacional. Se presentan algunos beneficios del audiómetro digital, tales como la realización de pruebas de manera estandarizada para cada persona, la facilidad de almacenamiento de los resultados en formato digital, y la ampliación del acceso a las pruebas auditivas en lugares remotas.Hearing loss refers to the decrease in auditory capacity, which is a progressive and irreversible process. In most cases, individuals with hearing loss are unaware of its progression until it has advanced. Since hearing is the main pathway through which language and speech development, it is essential to consider that any impairment in auditory perception during the early stages of life will affect linguistic and communicative development, cognitive processes, and subsequently, their educational, social, and occupational integration. All these considerations highlight the need to detect this problem early on, even before the individual becomes aware of its existence. Audiometry examines the auditory system that measures the human ear’s ability to perceive sounds. The main objective of this thesis is the design and development of an automated audiometer that, through image recognition, can interpret a person’s response during audiological evaluations. To achieve this, a computer vision system was developed. Some benefits of the digital audiometer are highlighted, such as conducting standardized tests for each individual, ease of storing results in digital format, and expanding access to auditory tests in remote locations
Visión General de la Epistemología: Naturaleza, Alcance Y Métodos
No full textEn este trabajo se presenta una exploración general sobre el tema de la epistemología. Para orientar la exposición consideramos a esta como la rama de la filosofía que compete al estudio tanto de la adquisición como de las distintas formas que adopta el conocimiento. Por ende, el tema central aquí abordado incluye su naturaleza, sus métodos y su alcance. El contenido versa así mismo sobre temas como las creencias, la verdad, la justificación, el escepticismo y los límites del conocimiento. Se incluyen también otros temas pertinentes, como son el desarrollo histórico de la epistemología, su carácter genérico, su equiparación con la gnoseología, y su acepción de teoría del conocimiento. Mediante este contenido se pretende también proponer bibliografía general y material auxiliar para el desarrollo del módulo 1.1 del curso sobre Epistemología de la Crisis Ambiental y Economía impartido en el CICESE
Implementation of one-class classification algorithms for antimicrobial peptide classification
No full textDesde el descubrimiento de péptidos con propiedades antimicrobianas, se ha generado un interés por encontrar nuevas secuencias que posean potencial terapéutico en la inhibición de agentes patógenos como: bacterias, hongos, virus, parásitos, entre otros. Para el descubrimiento de nuevas secuencias, se han utilizado de manera exitosa, una variedad de modelos de aprendizaje máquina basados en algoritmos de clasificación binaria y clasificación multiclase, como pueden ser: la máquina de soporte vectorial, bosque aleatorio, K-vecinos más cercanos, redes neuronales, entre otros. Una característica importante de estos algoritmos de clasificación, es que dependen de ejemplos tanto de la clase positiva (AMP), como de la negativa (No-AMP), para poder realizar su proceso de entrenamiento. El problema encontrado con esta metodología, es que actualmente, no se dispone de un conjunto de péptidos validados experimentalmente como no-antimicrobianos. Los conjuntos utilizados en la literatura, se obtienen recuperando secuencias que pertenezcan a organelos celulares (mitocondria, retículo endoplasmático, aparato de Golgi, etc.), lo cual no garantiza la obtención de péptidos no antimicrobianos. Por lo tanto, todos los modelos encontrados en la literatura que utilizan esta metodología, están entrenados utilizando un conjunto de entrenamiento negativo sesgado, que bien podría contener péptidos antimicrobianos desconocidos. Para atacar este problema, se propone utilizar una metodología de clasificación de una sola clase; esto debido a que los algoritmos de una clase, requieren únicamente de la clase positiva para realizar su entrenamiento, que en este caso, es la única que contiene ejemplos validados experimentalmente. En el presente trabajo, se propone un esquema de clasificación jerárquica de una clase, para discriminar “in silico”, secuencias de péptidos antibacteriales del tipo anti Gram positivo y anti Gram negativo. Se compara además el desempeño del esquema propuesto con uno tradicional. Resultados de los experimentos computacionales muestran que: i) los modelos jerárquicos presentan valores superiores de especificidad y los no jerárquicos de sensibilidad, ii) los mejores descriptores para esta tarea de discriminar anti Gram positivo de anti Gram negativo son los del tipo físico-químicos calculados por el software ProtDcal, superando incluso a los generados por la red neuronal profunda, BERT ESM.Since the discovery of peptides with antimicrobial properties, finding new sequences with therapeutic potential in the inhibition of pathogens such as bacteria, fungi, viruses, parasites, among others has received increased interest. To discover new sequences, a variety of machine learning models based on binary classification and multiclass classification algorithms have been successfully used, some examples are: support vector machine, random forest, K-nearest neighbors, and neural networks. An important characteristic of these classification algorithms is that they depend on examples of both, the positive class (AMP) and the negative class (No-AMP) in order to perform their training process. The problem encountered with this methodology is that there is not a set of experimentally validated non-antimicrobial peptides available. The sets used in the literature are obtained by recovering sequences found in cellular organelles (mitochondria, endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, etc.), which does not guarantee the absence of antimicrobial activities. Therefore, all models found in the literature based on this methodology are trained by using a biased negative training set, which may well contain unknown antimicrobial peptides. To address this problem, we propose to use a one-class classification methodology; this is because one-class algorithms require only the positive class to perform their training, which in this case, is the only one that contains experimentally validated examples. In the present work, a one-class hierarchical classification scheme is proposed to distinguish “in silico”, antibacterial peptides sequences of the anti Gram-positive and anti Gram-negative types. Additionally, the performance of the proposed scheme is compared with a traditional one-class approach. Results from the computational experiments show that: i) the hierarchical models present superior values of specificity and the non-hierarchical ones of sensitivity, ii) the best descriptors for this task of discriminating anti Gram positive from anti Gram negative sequences are those of the physico-chemical type calculated by the ProtDcal software, surpassing even those generated by the deep neural network, BERT ESM
Evaluation of encryption overload in multihop networks for the internet of medical things
No full textEl Internet de las cosas médicas (IoMT por sus siglas en ingles) permitirá habilitar servicios y aplicaciones enfocados a diagnósticos más precisos y mejorar la cobertura efectiva de los sistemas de salud. Para esto, es necesario la recolección y envío de información de salud de las personas a través de sensores que monitorean continuamente los signos vitales de las personas. El envío a través de redes para el internet de las cosas (IoT por sus siglas en inglés) de información de salud plantea varios retos importantes para los sistemas de comunicaciones. Uno de los más relevantes es el de preservar la confidencialidad y privacidad de la información desde su recolección hasta su tratamiento y almacenamiento. Esto es especialmente complejo considerando que los sensores utilizados suelen tener pocos recursos en términos de memoria y capacidad de procesamiento. Por lo tanto se han propuesto una serie de algoritmos que cifran esta información de una manera eficiente usando los recursos limitados con los que cuentan estos dispositivos. Estos algoritmos han sido evaluados desde la perspectiva de consumo de potencia y rendimiento. Sin embargo, no se ha hecho una evaluación de cómo éstos afectan el comportamiento de una red IoMT en su conjunto. El presente trabajo de investigación busca evaluar el comportamiento de la implementación de una red IoMT cuya pila de tecnologías en su capa de seguridad utilice algoritmos de cifrado ligero para proteger información desde el momento de conformación de la red. Para realizar esta evaluación se consideraron 5 candidatos de algoritmos de cifrado ligero del concurso que está llevando a cabo el instituto nacional de estándares y tecnología de los Estados Unidos (NIST por sus siglas en inglés), con los cuales utilizando métricas de red, se evaluó el comportamiento de la red al variar entre los distintos algoritmos de cifrado ligero además de compararlos con una implementación del cifrado por defecto AES-128 y una implementación sin ningún tipo de cifrado. Para realizar las diferentes implementaciones con las que se realizó esta evaluación se utilizó el sistema operativo IoT Contiki-ng el cual fue implementado tanto en dos distintos simuladores (Cooja y Renode) como en el dispositivo físico Sensortag-CC2650.The Internet of medical things (IoMT) will enable services and applications focused on more accurate diagnoses and improve the effective coverage of health systems. For this, it is necessary to collect and send people’s health information through sensors that continuously monitor people’s vital signs. Delivering health information over internet of things networks (IoT) poses several significant challenges for communications systems. One of the most relevant is to preserve the confidentiality and privacy of the information from its collection to its treatment and storage. This is especially complex considering that the sensors used tend to have few resources in terms of memory and processing capacity. Therefore, a series of algorithms have been proposed that encrypt this information efficiently using the limited resources available to these devices. These algorithms have been evaluated from the perspective of power consumption and performance. However, no assessment has been made of how these affect the behavior of an IoMT network as a whole. This research work seeks to evaluate the behavior of an implementation of an IoMT network whose stack of technologies in its security layer uses light weight encryption algorithms to protect information from the moment the network is formed. To carry out this evaluation, 5 candidates for lightweight encryption algorithms from the contest being carried out by National Institute of Standards and Technology (NIST) were considered, with which, using network metrics, the behavior of the network was evaluated for different lightweight encryption algorithms in addition to comparing them. with an implementation of the default encryption AES-128 and an implementation without any encryption. To carry out the different implementations with which this evaluation was carried out, the IoT Contiki-ng operating system was used, which was implemented both in two different simulators (Cooja and Renode) and in the physical device Sensortag-CC2650