Universidad de Los Andes
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Teoría de las bases de Gröbner: Resultados fundamentales
No full textEste trabajo presenta la teoría fundamental de las bases de Gröbner, proporcionando un enfoque estructurado para comprender los conceptos y resultados fundamentales. Comenzamos abordando los conceptos preliminares necesarios de la teoría de anillos para definir y explorar las bases de Gröbner, estableciendo el fundamento para las definiciones y teoremas posteriores. La primera parte de nuestra exposición se centra en los órdenes monomiales, seguida de una demostración detallada del algoritmo de la división multivariada basada en estos órdenes. A partir de esto, demostramos el teorema de la base de Hilbert. Finalmente, presentamos dos de los resultados principales de la teoría de bases de Gröbner: el criterio de Buchberger y el algoritmo de Buchberger.Pregrad
Crawngle: Soporte de asistencia y terapia para la práctica del gateo en niños con parálisis cerebral
No full textLa Parálisis Cerebral (PC) es un síndrome originado en el Sistema Nervioso Central (SNC), el cual evidencia una secuencia irregular de las zonas funcionales de la conducta, en especial la neuro motriz [1]. Es considerada la causa más frecuente de discapacidad infantil, con una prevalencia de 2 por cada mil nacidos vivos [2][3]. Este síndrome es clasificado de acuerdo con el Sistema de Clasificación de la Función Motora Gruesa (GMFCS), el cual tiene 5 niveles dependientes de la capacidad motora de la persona, siendo el nivel 5 el de menor capacidad y mayor dependencia [10]. La disminución en la fuerza y tono muscular es muy común en esta población, causando un retraso en el desarrollo de la motricidad [19]. Muchos de estos niños no cumplen adecuadamente las etapas de su desarrollo motor, lo cual puede influir en su independencia y calidad de vida. Teniendo en cuenta la importancia de este desarrollo en niños diagnosticados con PC, identificamos la necesidad de encontrar una forma de fomentar el gateo en niños con parálisis cerebral de 8 meses a 3 años con el objetivo de promover el correcto desarrollo motor y cognitivo. A partir de esto creamos Crawngle. Un modelo de terapias en casa, basado en el método Bobath, en el cual el paciente obtendrá un aumento en su tono muscular con el propósito de desarrollar el gateo de forma autónoma. Esta propuesta no solo se guía por las sesiones de terapia. Adicionalmente se contará con un gateador que servirá de apoyo para la práctica de gateo en estos niños.Pregrad
BabyRoo
No full textEste documento contiene un trabajo de diseño. El trabajo de este documento se basó en una metodología de observación y búsqueda de problemáticas con el fin de desarrollar el planteamiento de una solución para estas problemáticas. El diseño y resultado final obtenido no se puede considerar como un modelo final y tiene un gran margen de mejora.Cuando un bebé nace prematuro, es muy probable que carezca de la capacidad normal de autorregular su propia temperatura. En efecto, esto obliga a que el recién nacido permanezca inicialmente dentro de una incubadora neonatal y bajo la atenta mirada del personal médico. Sin embargo, la estancia hospitalaria tiene como objetivo que la madre esté lo suficientemente recuperada y preparada para el cuidado del recién nacido en casa. Así pues, el área de neonatología puede autorizar el alta de estos bebés, aunque aún no hayan desarrollado la termorregulación. En este marco, es en donde surge el cuidado canguro: una innovadora estrategia que consiste en que, mediante un contacto continuo de piel con piel, los padres y/o cuidadores puedan brindarle su calor corporal al recién nacido. Dicho método requiere que se lleve a cabo de forma ininterrumpida, las 24 horas del día en los 7 días de la semana. No obstante, este contacto puede verse detenido al momento de cambiar el pañal. Un hecho que ocurre varias veces al día y en el que el bebé se ve expuesto a hacer frente a la temperatura ambiente del lugar. Por ello presentamos BabyRoo, el cual consiste en un cambiador de pañales con una temperatura regulada que facilitará la tarea de cambiar el pañal, sin que el bebé sea expuesto a un cambio de temperatura abrupto.Pregrad
Hidratage
No full textTesis de gradoEste proyecto aborda la deshidratación en adultos mayores (≥ 60 años), un problema que eleva el riesgo de complicaciones cognitivas, cardiovasculares y renales y afecta hasta 38 % de los residentes en centros geriátricos. A partir de entrevistas con cinco usuarios de la Comunidad de Cuidado Bosque Popular y de la consulta con gerontólogos y enfermeras, se constató que la falta de un sistema simple y económico impide la prevención efectiva y obliga a tratamientos reactivos caros. Para responder a esta necesidad se concibió Hidratage, un dispositivo portátil que utiliza sensores GSR y electrodos textiles hipoalergénicos para medir la conductancia cutánea en tiempo real; muestra alertas visuales en una pantalla OLED y señales acústicas cuando los niveles cruzan un umbral crítico de hidratación. Tras una lluvia de ideas y varias iteraciones de prototipado, las pruebas piloto demostraron una detección rápida (alerta < 2 s), autonomía ≥ 8 h y alta aceptabilidad (comodidad 9/10). El MVP resultante—valorado entre 60 y 90 USD—se integra en una estrategia B2B2C dirigida a hogares geriátricos y EPS, respaldada por un flujo de caja proyectado a cinco años y un plan regulatorio para certificar el dispositivo como Clase II ante INVIMA y FDA.Pregrad
CropViz: Desarrollo de una solución Agritech para soportar la acreditación de granjas de aguacate Hass pequeñas y medianas
No full textA pesar del reciente e importante desarrollo tecnológico de la agricultura 4.0 y en especial de la agricultura de precisión, los pequeños y medianos granjeros siguen sin tener acceso a soluciones aplicadas en sus granjas. Los altos costos de las soluciones, su falta de alineamiento con necesidades específicas del negocio en el contexto rural, la carencia de Internet rural y la falta de madurez tecnológica de las soluciones son retos grandes hoy en día. En consecuencia, el esfuerzo y nuevo conocimiento se centra en en el desarrollo e implementación de una metodología de innovación aplicada a granjas típicas de aguacate Hass, que incluye la investigación en campo de los aspectos críticos requeridos para agilizar la acreditación de la granja en el mercado, determinar las características de una solución innovadora tecnológica que dé respuesta a dichos aspectos, diseñar e implementar la solución y probarla en campo, mediante evaluaciones de comportamiento y funcionamiento.
Específicamente, la metodología permite identificar el monitoreo de variables del clima en sitio, especificas para detectar el de estrés hídrico en los árboles y estimar el uso del agua por el cultivo. Estos son asuntos críticos para la acreditación del producto en el mercado. La metodologia desarrollada permite iterativamente (durante más de un año) con las granjas obtener una solución apropiada que pueda escalar, obteniendo un dispositivo que mide variables meteorológicas esenciales, sin requerir conexión a Internet o electricidad, transmitiendo datos a nivel global a través de conectividad satelital.La tesis parte de la situación en la cual a pesar del reciente e importante desarrollo tecnológico de la agricultura 4.0 y en especial de la agricultura de precisión, los pequeños y medianos granjeros siguen sin tener acceso a soluciones aplicadas en sus granjas. Los altos costos de las soluciones, su falta de alineamiento con necesidades específicas del negocio en el contexto rural, la carencia de Internet rural y la falta de madurez tecnológica de las soluciones son retos grandes hoy en día. En consecuencia, la presente tesis se centra en el desarrollo e implementación de una metodología de innovación centrada en granjas típicas, que incluye la investigación en campo de los aspectos críticos requeridos para agilizar la acreditación de la granja en el mercado, determinar las características de una solución innovadora tecnológica que dé respuesta a dichos aspectos, diseñar e implementar la solución y probarla en campo, mediante evaluaciones de comportamiento y funcionamiento. Específicamente, la metodología permite identificar el monitoreo de clima en sitio, la estimación de estrés hídrico en los árboles y la estimación del uso del agua por el cultivo como asuntos críticos para la acreditación del producto en el mercado. Una vez definidos los aspectos críticos, se procede a obtener iterativamente con las granjas una solución apropiada para dichos casos, que pueda escalar, obteniendo un dispositivo que mide variables meteorológicas esenciales para calcular la evapotranspiración de los cultivos y la precipitación efectiva. Este funciona sin necesidad de conexión a Internet o electricidad, y transmite datos a nivel global a través de conectividad satelital,
superando las limitaciones de las soluciones existentes para este cultivo. Como resultado de la aplicación de la metodología, las granjas y agrónomos pueden detectar estrés hídrico y gestionar el riego de sus cultivos. La solución propuesta se probó en una granja de aguacate Hass en funcionamiento durante más de un año, recopilando datos meteorológicos y sometiéndose a revisiones mayores y menores durante el proceso de prueba iterativo. Los datos recopilados, que abarcan la temperatura del aire, la humedad relativa, el brillo solar y la precipitación, se han puesto a disposición publica de forma gratuita para respaldar futuras investigaciones y desarrollos.Ozmidia SASXelennial LLCDoctoradoAgricultura de precisión
A machine learning approach to the inverse problem in resonant ultrasound spectroscopy of cubic and isotropic solids
No full textThe elastic constants of a solid—quantities that relate stress and strain through the generalized Hooke’s law—are of fundamental importance. These constants are directly linked to the atomic structure and thermodynamic behavior of materials. One of their key applications is the detection of phase transitions under varying temperature and pressure conditions. Since the elastic constants are derived from the internal energy with respect to atomic positions, experimental techniques that determine them have become essential in solid-state physics and continuum mechanics.
This project focuses on Resonant Ultrasound Spectroscopy, a technique that measures the resonance frequencies of a solid sample. The sample is placed between two piezoelectric transducers: one excites the sample at various frequencies, while the other detects its resonant response. By formulating a Lagrangian that describes the oscillatory behavior of the system and applying the Rayleigh–Ritz method, a generalized eigenvalue problem is obtained. In this formulation, the resonance frequencies appear as eigenvalues, and the matrices involved depend on the elastic constants and sample geometry. Solving this problem from known elastic constants is referred to as the forward problem, whereas inferring the elastic constants from measured frequencies and sample dimensions defines the inverse problem—the central challenge addressed in this work. Traditional approaches to the inverse problem often require a good initial guess and are computationally expensive.
This thesis proposes a machine learning–based solution to the inverse problem for isotropic and cubic solids, specifically those shaped as parallelepipeds. To do so, various physics-informed transformations were introduced to simplify the
problem, making all variables dimensionless and bounded within finite ranges. Thesetransformations were applied to both the input features (frequencies and sample dimensions) and the targets (elastic constants), enabling the model to generalize across different sample sizes and elastic regimes.
Using a dataset of hundreds of thousands of entries, sequential neural networks were trained to predict transformed elastic constants from the transformed features. These models were integrated into a pipeline capable of recovering the full elastic constants of a material based on its resonance frequencies and geometry.
The proposed solution was evaluated on multiple test materials and compared with a previous deep learning approach based on convolutional and residual neural networks, with dozens of layers. The present model demonstrated improved predictive performance, achieving lower Mean Absolute Percentage Errors across all three independent elastic constants of cubic solids, obtaining errors of 4.14% for 11 constant, 8.31% for 12 constant and 2.44% for 44 , while the previous approach obtained error of 5.15% for 11 constant, 10.90% for 12 constant and 7.78% for 44 . It also required significantly fewer frequencies (20 versus 100), less training time (9 hours versus 2 days), less computational power, and fewer training samples. Importantly, our method works for samples of arbitrary dimensions.
Although successful, the approach could be further improved by dividing the data space into different regions of aspect ratio or elastic constant regimes, training specialized models for each case, exploring improved variable transformations, and extending the methodology to more complex crystal structures such as orthorhombic systems.Maestrí
ContraNarrativas Digitales: Flujo metodológico para el diseño de un instrumento de análisis barrial
No full textEsta tesis escrita en primera persona, porque más allá de ser un documento académico es un relato experiencial y territorial que propone un flujo metodológico situado y sensible para el diseño de un instrumento digital de análisis barrial. Este geoviosor está pensado desde la práctica de las Humanidades Digitales, orientado a visibilizar y salvaguardar las memorias culturales locales en barrios de transformación urbana acelerada en Bogotá. A partir de la práctica del Colectivo Kábitat, se construye una ruta investigativa en tres momentos: el primero reconfigura el habitar colectivo como forma de conocimiento a través de contraCARTOGRAFÍAS, y relatos desde los símbolos, códigos e imaginarios; el segundo desarrolla el Método Kábitat como dispositivo metodológico sensible para la generación y estructuración de metadatos del habitar; y el tercero se enfoca en la creación de un geovisor, una herramienta digital que permite cargar, categorizar y visualizar esos metadatos desde una lógica relacional. La investigación se fundamenta en la praxis comunitaria, incorporando dispositivos de activación poética, mapas afectivos y análisis de grafos como lenguajes técnicos de representación. Lejos de replicar una lógica instrumental, el geovisor se plantea como un archivo vivo del territorio: una tecnología cultural que acoge las contraNARRATIVAS que emergen desde lo común y lo simbólico, articulando el dato con el afecto, la memoria y la acción política en defensa de los territorios populares.Maestrí
Wearable device for musical interaction as a means of motor rehabilitation
No full textEste proyecto de grado presenta el diseño e implementación de un guante sensorial como herramienta de rehabilitación motriz, que permite simular la ejecución de instrumentos musicales (piano y batería) mediante el movimiento de los dedos y la orientación de la mano. El sistema integra sensores de flexión y un acelerómetro MPU6050, procesados por un microcontrolador ESP32 y visualizados en una interfaz desarrollada en Unity. El guante fue diseñado bajo principios ergonómicos y de integración electrónica, buscando una solución asequible, adaptable al entorno colombiano y funcional para personas con discapacidad motriz. Los resultados muestran una lectura precisa y estable de los gestos de la mano, con una representación coherente y sensible en el entorno virtual, lo que sugiere su potencial como herramienta terapéutica de bajo costo.This undergraduate project presents the design and implementation of a sensory glove as a motor rehabilitation aid, capable of simulating the performance of musical instruments (piano and drums) through finger movements and hand orientation. The system integrates flex sensors and an MPU6050 accelerometer, processed by an ESP32 microcontroller and visualized through an interface developed in Unity. The glove was designed based on ergonomic principles and electronic integration, aiming for an affordable solution adapted to the Colombian context and functional for people with motor disabilities. The results demonstrate accurate and stable reading of hand gestures, with a coherent and responsive representation in the virtual environment, suggesting its potential as a low-cost therapeutic tool.Pregrad
Evaluación del impacto de huracanes y la transición energética en costos del sistemas eléctrico en San Andrés Isla
No full textEl archipiélago de San Andrés se encuentra actualmente en un proceso de transición energética, con el objetivo de reducir su dependencia del diésel e incorporar fuentes no convencionales de energía renovable (FNCER) al sistema. No obstante, al estar ubicado en el trópico, también está expuesto a la amenaza constante de tormentas y huracanes, lo que podría tener un impacto significativo en la confiabilidad y los costos del sistema energético. Esta tesis evalúa el costo presente del sistema bajo distintos escenarios en los que se combinan diversas tecnologías de generación, considerando además el efecto de un posible aumento en la probabilidad de ocurrencia de eventos climáticos extremos. Para ello, se utilizó el modelo de optimización energética Tools for Energy Model Optimization and Analysis (TEMOA), el cual permite estimar tanto los costos asociados a la inclusión de nuevas tecnologías como los costos adicionales por reparaciones derivadas del paso cercano de huracanes. Los resultados muestran que, independientemente de la probabilidad de ocurrencia de huracanes de alta categoría, los costos presentes obtenidos son muy similares entre escenarios. Esto sugiere que el impacto económico de estos eventos no es el principal factor que condiciona el desempeño del sistema, y que la magnitud de los proyectos propuestos podría no ser suficiente para cubrir todas las necesidades energéticas de la población. Se concluye que, para lograr una transición efectiva, es indispensable priorizar la implementación de tecnologías que garanticen cobertura, así como evaluar con precisión las condiciones reales del sistema antes de analizar el impacto potencial de eventos extremos.Maestrí
Impacto de las estrategias de regulación emocional interpersonal en los niveles de angustia por ruptura amorosa en adultos jóvenes colombianos
No full textEl presente estudio evaluó la predicción de los factores de la regulación emocional interpersonal: apoyo social (AS), incremento de afecto positivo (AP), modelamiento social (MS)y toma de perspectiva (TP), junto con la conexión social, en los niveles de angustia por ruptura en adultos jóvenes de Colombia. La información se recolectó a través de un cuestionario en línea aplicado a 339 participantes, no obstante, para el análisis solo 70 de los resultados fueron admitidos tras una limpieza por criterios de exclusión y datos atípicos. Los análisis de regresión lineal múltiple mostraron una correlación positiva entre el modelamiento social y la angustia por ruptura, lo que indica que el uso de esta estrategia podría intensificar el malestar en situaciones de ruptura amorosa. Por el contrario, el factor de toma de perspectiva mostró una relación de predicción negativa con la angustia por ruptura, indicando un posible efecto protector. Los demás factores no presentaron relaciones significativas. Por otro lado, se realizó una comparación entre géneros en relación con los niveles de angustia por ruptura, los cuales evidenciaron niveles más elevados en la población femenina. Esta evidencia resalta nuevas oportunidades para el desarrollo de intervenciones terapéuticas orientadas a fortalecer estrategias de regulación emocional interpersonal y brindar estrategias de afrontamiento adaptativas que contribuyan a disminuir el malestar emocional asociado a las rupturas amorosas.Pregrad