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Diseño y estudio de una plataforma con 6 GDL para cargas pesadas
No full textLa fusión nuclear es un recurso energético que presenta numerosas ventajas frente a otras fuentes para la obtención de energía. Entre ellas destaca por ser una energía limpia, ya que no produce CO2; segura, porque los protocolos de actuación y seguridad son extremadamente rigurosos, y la formación de los trabajadores es estricta; e ilimitada, ya que se genera una gran cantidad de energía únicamente con una pequeña porción de átomos.
Sin embargo, esta tecnología todavía supone un ámbito en desarrollo, y actualmente diversos proyectos están trabajando para llegar a ella. Entre ellos, destaca el programa internacional IFMIF-DONES (International Fusion Materials Irradiation Facility-DEMO Oriented Neutron Source). Este consiste en construir una instalación para el estudio de materiales mediante la radiación de un flujo de neutrones. Dichos materiales se usarán en un futuro para la construcción de DEMO (DEMOnstration power plant), una futura planta nuclear donde se producirá electricidad a partir de fusión nuclear y se llevará al suministro eléctrico.
Dentro del marco de este proyecto, surge la necesidad de diseñar una plataforma con 6 grados de libertad que esté destinada a soportar cargas pesadas. Este diseño se encontrará en una de las zonas más radiactivas del complejo, el RIR (Radiation Isolation Room). En ella, la plataforma estará situada soportando el módulo del RIR para garantizar el alineamiento del haz de neutrones y asegurarse la seguridad y el correcto funcionamiento de la planta.
Por esta razón se lleva a cabo este proyecto, que consiste en el diseño y estudio de una plataforma con 6 grados de libertad para cargas pesadas, que servirá como propuesta al problema de alineamiento previamente planteado.
El diseño esta dividido en dos módulos. El primero de ellos consiste en una base inferior circular conectada por tres patas con una base superior móvil, tanto en desplazamiento en z como en translación en x e y. La base inferior, unida al segundo módulo, también rota sobre sí misma para proporcionar la última rotación en z. El segundo módulo consiste en tres planchas: la primera de ellas permite el desplazamiento en eje x, la segunda en eje y y la última permanece fija en el suelo. Este diseño y estudio suponen un avance respecto a las alternativas que se han propuesto en los meses anteriores y las desarrolladas hoy en día en otro tipo de instalaciones con condiciones similares
Creación y optimización de gemelos digitales de planta empleando una herramienta de simulación de eventos discretos comercial
No full textEn este trabajo se han explorado nuevas formas de simular procesos industriales discretos. La simulación por eventos discretos es una técnica de modelado dinámico de sistemas que permite crear un modelo de una planta industrial con el objetivo de su análisis, creación o mejora.
Hoy en día, los procesos industriales se encuentran cada vez más automatizados. Normalmente, la automatización de un proceso requiere de una inversión económica que debe ser estudiada previamente. Parte de este estudio es realizada gracias a la simulación, a pesar de que ésta no sólo es importante para analizar procesos en planta.
En lo que respecta a este proyecto el aspecto más interesante de la simulación son sus ventajas. El ahorro económico y de recursos derivados de las conclusiones que pueden sacarse de un modelo o de un gemelo digital pueden suponer la diferencia entre las empresas competidoras.
Los modelos digitales, a diferencia de los gemelos digitales, son simulaciones de procesos que toman como datos del entorno aquellos que sean configurados virtualmente. Es decir, mientras que un gemelo digital es un modelo que toma datos reales en tiempo real, un gemelo digital puede tomar los datos de un archivo histórico o de una distribución probabilística determinada. Por ejemplo, en un modelo digital la frecuencia de llegada de piezas a una máquina puede seguir una distribución normal de media 10 segundos, mientras que en un gemelo digital dicho parámetro vendrá dado por datos reales de la máquina en cuestión, que puede seguir o no esta distribución.
A lo largo de este documento se explicará como una manera concreta de crear un modelo o gemelo digital puede tener importantes ventajas con respecto a la manera convencional. Estas dos maneras de modelar se dan en el marco del programa de simulación de eventos discretos FlexSim, que es uno de los más utilizados para este propósito
Auto-ensamblaje molecular ¿existe el futuro de los sistemas arquitectónicos que se auto-ensamblan?
No full textLas diferentes moléculas que encontramos en nuestro cuerpo se organizan espontáneamente sin intervención externa dando lugar a complejas estructuras. Este fenómeno se conoce como auto-ensamblaje y gobierna la vida a escala nanoscópica. Este fenómeno molecular ha inspirado a muchos a plantear la posibilidad de imitarlo mediante el diseño. Ejemplos de esto son la generación de materiales inteligentes o el desarrollo de una arquitectura automática en entornos donde resulta demasiado caro el ensamblaje convencional (como es el caso de la arquitectura espacial).
Este trabajo investiga por tanto las posibilidades y limitaciones de intentar replicar este comportamiento molecular en las diferentes escalas arquitectónicas. Para ello comenzamos haciendo una síntesis de los conceptos bioquímicos que nos permiten entender y definir el auto-ensamblaje molecular, así como explicando ciertos ejemplos destacables de este fenómeno que ocurren en nuestro organismo. Se prosigue con el estudio de dos principios, polaridad y geometría, que nos permiten abstraer la complejidad del auto-ensamblaje molecular para así poder extrapolar este fenómeno a nivel macroscópico. En este análisis se incluyen ejemplos de experimentos que ponen a prueba artefactos y estructuras auto-ensamblables. Se concluye por tanto que, dada la tecnología actual, el auto-ensamblaje a escala macroscópica tiene grandes limitaciones. No obstante, puede aplicarse parcialmente poniendo un gran énfasis en la investigación de geometrías aptas mediante la experimentación, simulación virtual y el uso de inteligencia artificial. Abrimos así una línea de investigación en el diseño arquitectónico, dentro de la arquitectura biónica.
The different molecules that we find in our body are organised spontaneously without external intervention, giving rise to complex structures. This phenomenon is known as self-assembly and it governs life on a nanoscopic scale. This molecular phenomenon has inspired many to consider the possibility of imitating it through design. Examples of this are the generation of smart materials or the development of automatic architecture in environments where conventional assembly is too expensive (as is the case with spatial architecture).
This work therefore investigates the possibilities and limitations of trying to replicate this molecular behaviour at different architectural scales. To do this, we begin by summarising the biochemical concepts that allow us to understand and define molecular self-assembly, as well as explaining certain notable examples of this phenomenon that occur in our organism. We continue with the study of two principles, polarity and geometry, which allow us to abstract the complexity of molecular self-assembly in order to extrapolate this phenomenon at a macroscopic level. Examples of experiments testing self-assembling artefacts and structures are included in this analysis. It is therefore concluded that, given current technology, self-assembly on a macroscopic scale has great limitations. However, it can be partially applied by placing great emphasis on the investigation of suitable geometries through experimentation, virtual simulation and the use of artificial intelligence. Thus, we open a line of research in architectural design, within bionic architecture
Caracterización del material compuesto Al-20%SiC obtenido mediante compactación por explosivos
No full textEn este proyecto se estudia el comportamiento mediante datos obtenidos en laboratorio del desgaste, la microestructura y propiedades de metales obtenidos mediante técnicas de compactado con explosivos y aleaciones por sinterización de polvos obtenidas mediante ensayos de laboratorio, a partir de aluminio y carburo de silicio. La recogida de datos se ha hecho mediante un plan experimental de ensayos en el laboratorio de metalotécnia de la escuela de Minas de Madrid. Gracias a los conocimientos de ingeniería de materiales pulvimetalurgia, programas de análisis de imagen, programas de tratamiento de datos y formulación matemática se han obtenido los datos para poder identificar sus características y sus posibles aplicaciones industriales tales como material para fabricar discos de frenos. Los resultados más relevantes son una densidad de 2,6 g/cm3, mecanismos de desgaste de abrasión en la totalidad de la probeta y de adhesión en la parte central.
Abstract
This project studies the behavior through data obtained in the laboratory of wear, microstructure and properties of metals obtained by compacting techniques with explosives and alloys by sintering powders obtained by laboratory tests, from aluminum and silicon carbide. The data collection has been done through an experimental test plan in the metallotecnics laboratory of the School of Mines in Madrid. Thanks to the knowledge of powder metallurgy materials engineering, image analysis programs, data processing programs and mathematical formulation, the data have been obtained to identify their characteristics and possible industrial applications. The most relevant results are a density of 2,6 g/cm3, abrasion wear mechanisms in the entire specimen and adhesion in the central part
Aprendiendo con la ciudadanía para la mejora ambiental del espacio público de los pequeños municipios madrileños
No full textLas aulas universitarias constituyen un espacio de oportunidad para el conocimiento, debate e investigación sobre los problemas y retos a los que se enfrentan actualmente muchos núcleos rurales de nuestro país. Surge por ello, la necesidad de estrechar la colaboración y cooperación entre la universidad, la administración local y la ciudadanía, a través de la participación y la transferencia de recursos humanos y técnicos que mejoren la identificación, análisis y aprovechamiento de los recursos endógenos, de cara al desarrollo local y la formación de los estudiantes. En este marco se describe la experiencia docente y colaborativa desarrollada en la asignatura La ciudad y el medio, del Grado en Fundamentos de la Arquitectura, en diferentes localidades madrileñas, buscando la articulación e involucración de los distintos agentes locales con los estudiantes, lo que supone el contacto con una experiencia real, a la vez que un primer acercamiento profesional al urbanismo
Big Data and precision agriculture: a novel spatio-temporal semantic IoT data management framework for improved interoperability
No full textPrecision agriculture in the realm of the Internet of Things is characterized by the collection of data from multiple sensors deployed on the farm. These data present a spatial, temporal, and semantic characterization, which further complicates the performance in the management and implementation of models and repositories. In turn, the lack of standards is reflected in insufficient interoperability between management solutions and other non-native services in the framework. In this paper, an innovative system for spatio-temporal semantic data management is proposed. It includes a data query system that allows farmers and users to solve queries daily, as well as feed decision-making, monitoring, and task automation solutions. In the proposal, a solution is provided to ensure service interoperability and is validated against two European smart farming platforms, namely AFarCloud and DEMETER. For the evaluation and validation of the proposed framework, a neural network is implemented, fed through STSDaMaS for training and validation, to provide accurate forecasts for the harvest and baling of forage legume crops for livestock feeding. As a result of the evaluation for the training and execution of neural networks, high performance on complex spatio-temporal semantic queries is exposed. The paper concludes with a distributed framework for managing complex spatio-temporal semantic data by offering service interoperability through data integration to external agricultural data models
Diseño y desarrollo de un comparador de metamodelos de datos en Java
No full textEl proyecto aquí presentado tiene como objetivo el desarrollo de una aplicación Java para la comparativa de metamodelos de datos estructurados de archivos Excel y Estructura de Ficheros.
El proceso de diseño se ha basado en un esquema inicial planteando un caso de uso con unas propiedades similares. En este caso, he escogido un fichero Excel formado por una pestaña inicial a modo de índice seguido de numerosas pestañas conteniendo los metadatos de información. El sistema de ficheros posee una estructura similar para poder comparar de forma jerárquica mediante objetos java los distintos datos.
Una vez planteado el objeto de estudio, he procedido al desarrollo de una arquitectura Java orientada a objetos mediante herencia que permita la agrupación de los datos para posteriormente ser comparados a través de estructuras de datos de Java.
El desarrollo se ha basado en un proyecto desarrollado para un cliente y, por lo tanto, observaremos a lo largo del desarrollo algunas características únicas que fueron requisitos del cliente. Por lo tanto, existen tomas de decisiones que a primera vista pueden parecer malas prácticas pero que tienen como objetivo hacer que la aplicación sea abierta a las incorporaciones futuras para la aplicación del cliente
AXOM: combination of weak learners eXplanations to improve ensemble robustness
No full textMachine learning is a field of artificial intelligence that, day by day, is becoming part of every aspect of human life. This is due to its excellent characteristics, including flexibility and relative ease of deployment, all accompanied by an extraordinary capacity for prediction.
However, the underlying algorithms construct complex models, often incomprehensible for humans, causing a difficulty to provide an interpretation of the reasons that contributed to a given output. This becomes a problem of critical importance when the decisions derived from such systems strongly affect humans’ lives and that is the main reason why, in many applications, machine learning techniques still struggle to find a place in use.
The development of XAI (eXplainable Artificial Intelligence) techniques have in recent years greatly improved the interpretability of models, which have thus progressed from acting as black-box models to ensuring a behaviour that is comprehensible to humans. However, the novelty of such approaches is reflected in the presence of several issues related to notions such as fairness, confidence, accessibility and many others. Among these, by placing a particular focus on the trustworthiness of an XAI algorithm, recent studies have shown that under this aspect, even the most widely adopted algorithms present various problematics since, for some complex models, the explanations lack robustness, which is tightly related to concept just mentioned.
In this work, research and analysis is conducted on the application of these techniques to ensemble models, i.e. models derived from the combination of many individual ones. The promise is to use aggregation to make explanations more robust and consequently more reliable, alongside the predictive abilities of the model. In particular, we argue that a combination through discriminative averaging of ensembles weak learners explanations can improve the robustness of explanations in ensemble models. This approach has been implemented and tested with post-hoc SHAP method and Random Forest ensemble with successful results. The improvements obtained have been measured quantitatively and some insights about explicability robustness on ensemble methods are presented
Identificación de peatones y su cinemática mediante LiDAR
No full textLa percepción del entorno del vehículo resulta clave para muchos de los sistemas de asistencia al conductor y, en última instancia, para la conducción autónoma. En este sentido, esta percepción condiciona la toma de decisiones de los sistemas y, por lo tanto, debe ser lo más completa y robusta posible. Existen diversas tecnologías, destacándose las de visión por computador y LiDAR por sus prestaciones que las hacen muy versátiles para los sistemas altamente automatizados. Cada una tiene sus ventajas e inconvenientes. De forma específica, la visión artificial ofrece una gran versatilidad para muy diversos usos, aunque con carencias en algunas situaciones como las de iluminación cambiante o deficiente. La tecnología LiDAR tiene una alta robustez en la detección de obstáculos, aunque requiere algoritmos avanzados para la identificación de los elementos detectados y la interpretación global de la escena. La detección de peatones resulta crítica sobre todo en entornos urbanos y presenta dificultades entre las que se encuentra la alta variabilidad de formas que puede adoptar o la estimación de trayectorias.
Este proyecto se centra en el uso de tecnología LiDAR para la detección del movimiento de peatones. En el caso de visión artificial existen numerosos trabajos que permiten caracterización de peatones y algunos enfoques que tratan de identificar las fases tempranas del movimiento (en concreto, el transitorio entre parado y andando). Sin embargo, estos desarrollos no son comunes en el caso de la tecnología LiDAR, la cual, debido a la divergencia de los haces, hace que la detección con alta densidad de puntos solo se produzca a distancias cortas. A pesar de ello, con el fin de solventar las limitaciones que puede tener el uso de cámaras, y proporcionar una alternativa o una salida complementaria para una fusión sensorial, se explora la posibilidad de estimación del inicio del movimiento de peatones mediante LiDAR.
En este sentido, se analiza la nube de puntos con el fin de identificar los puntos característicos que puedan correlacionarse con la acción del movimiento. De dicho estudio, se concluye que únicamente la posición de las piernas ofrece resultados significativos y repetibles, con lo que se define un indicador de posición relativa entre la posición de las piernas del peatón con el fin de diferenciar situaciones de parado y en movimiento, en concreto, la desviación típica entre la distancia de los centroides de las nubes de puntos correspondientes a una sección de las piernas calculada sobre un conjunto de frames sucesivos.
Se han realizado ensayos con peatones de diferente altura, con movimientos diversos y cruzando la carretera con varios ritmos. Se ha comprobado una alta fiabilidad en la identificación del movimiento y menos falsas señales de inicio de movimiento que las obtenidas de la simple observación del centroide de todo el contorno del peatón completo, sujeto a mayores perturbaciones como la posición de los brazos. Así, se concluye que el método establecido, identifica de forma correcta el movimiento de igual forma a como lo hace el centroide de la nube completa, pero no incurre en sobreestimaciones del movimiento, con lo que se aumenta la robustez en la estimación del inicio del movimiento, aspecto fundamental para predecir trayectorias futuras en los sistemas de asistencia o conducción automatizada.
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Perception of the vehicle's environment is key to many of the driver assistance systems and, ultimately, to autonomous driving. In this sense, this perception conditions the decision-making of the systems and, therefore, must be as complete and robust as possible. There are various technologies, highlighting those of computer vision and LiDAR for their benefits that make them very versatile for highly automated systems. Each one has its advantages and disadvantages. Specifically, artificial vision offers great versatility for many different uses, although with shortcomings in some situations such as changing or poor lighting. LiDAR technology has a high robustness in the detection of obstacles, although it requires advanced algorithms for the identification of the detected elements and the global interpretation of the scene. Pedestrian detection is critical, especially in urban environments, and presents difficulties, among which is the high variability of the shapes it can take or the estimation of trajectories.
This project focuses on the use of LiDAR technology for pedestrian movement detection. In the case of artificial vision, there are numerous works that allow the characterization of pedestrians and some approaches that try to identify the early phases of movement (specifically, the transition between standing and walking). However, these developments are not common in the case of LiDAR technology, which, due to the divergence of the beams, makes detection with high point density only possible at short distances. Despite this, in order to solve the limitations that the use of cameras may have, and provide an alternative or a complementary output for sensory fusion, the possibility of estimating the start of pedestrian movement using LiDAR is explored.
In this sense, the cloud of points is analyzed in order to identify the characteristic points that can be correlated with the action of the movement. From this study, it is concluded that only the position of the legs offers significant and repeatable results, thus defining a relative position indicator between the position of the pedestrian's legs in order to differentiate standing and moving situations, in Specifically, the standard deviation between the distance of the centroids of the point clouds corresponding to a section of the legs calculated over a set of successive frames.
Trials have been carried out with pedestrians of different heights, with different movements and crossing the road with different rhythms. A high reliability in the identification of the movement has been verified, as well as fewer false signals for the start of movement than those obtained from the simple observation of the centroid of the entire contour of the complete pedestrian, subject to greater perturbations such as the position of the arms. Thus, it is concluded that the established method correctly identifies the movement in the same way as the centroid of the complete cloud does, but does not incur in overestimations of the movement, thus increasing the robustness in the estimation of the beginning of the movement. movement, a fundamental aspect to predict future trajectories in assistance systems or automated driving
Estudio de la adopción de los estándares de seguridad en redes WiFi domésticas
No full textEn este Trabajo de Fin de Grado se estudiará las diferencias existentes en las redes instaladas en barrios en los que la renta media es baja en contraposición de los barrios en los que la renta media de los habitantes sea alta.
En concreto se observará la cantidad relativa de redes que son 2,4G o 5G en cada uno de los casos, los protocolos de seguridad que se configuran en los routers por defecto, ya que se considera que el porcentaje de usuarios que cambian la configuración del router es despreciable.
También se verá la cantidad de redes creadas por dispositivos IOT que se han podido reconocer por el nombre de la red y aquellas redes que sean ocultas.
Para poder realizar este trabajo se ha utilizado una aplicación llamada WiFi Analyzer (open-source) para Android desarrollada por VREM Software Develpment la cual veremos con más detalle más adelante.
Cuanto necesitemos reconocer si un barrio es de renta baja o viceversa utilizaremos este mapa interactivo publicado por el periódico ElPais el cual muestra la renta por cada sector de Madrid, las zonas azules en las que se han recogido datos serán considerados como zonas de renta alta, por el contrario, aquellas zonas rojas serán las que tengan las rentas bajas. Más adelante estudiaremos también por separado cada zona que ha sido estudiada.
La principal hipótesis antes de realizar el trabajo era comprobar si aquellos barrios con rentas más altas poseían un porcentaje más alto de redes 5G y un mayor uso de protocolos de seguridad en sus redes.
ABSTRACT:
In this Final Degree Project we will study the existing differences in the networks installed in neighborhoods where the average income is low as opposed to neighborhoods where the average income of the inhabitants is high.
Specifically, the relative amount of networks that are 2,4G or 5G in each of the cases, the security protocols that are configured in the routers by default will be observed, since it is considered that the percentage of users that change the router configuration is negligible.
The number of networks created by IOT devices that can be recognized by the network name and those networks that are hidden will also be studied.
In order to perform this work we have used an application called WiFi Analyzer (open-source) for Android developed by VREM Software Develpment which we will see in more detail later.
When we need to recognize if a neighborhood is low income or vice versa we will use this interactive map published by the newspaper ElPais which shows the income for each sector of Madrid, the blue areas in which data have been collected will be considered as high income areas, on the contrary, those red areas will be those with low incomes. Later we will also study separately each zone that has been studied.
The main hypothesis before carrying out the work was to check if those neighborhoods with higher incomes had a higher percentage of 5G networks and a greater use of security protocol in their networks