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Análisis de Caso en el campo de la Ingeniería haciendo uso de tópicos de las Ciencias Básicas. Un enfoque basado Diseño Instruccional.
(2021-09-12) Hossian, Alejandro; Alveal, Maximiliano, Emanuel
La presente propuesta metodológica se enmarca dentro del proyecto de investigación con asentamiento en el departamento de Ciencias Básicas de la Facultad Regional Neuquén de la Universidad Tecnológica Nacional. La metodología propuesta incluye cuatro fases que se llevan a caboen forma gradual,de manera que el estudiante se sienta capaz de desarrollar un análisis conceptual del caso de estudio. Por consiguiente, se analiza un caso de aplicación en el campo de la Ingeniería con una marcada inclinación a la exploración de las ecuaciones que conforman el modelo matemático del caso en cuestión, en aras de la consecución de un diseño robusto que sea alcanzable por un estudiante medio de la carrera de Ingeniería.Los autores se basan en las teorías prescriptivas del diseño instruccional para su investigación, habida cuenta de que las mismas están orientadas hacia la práctica y estimulan el análisis crítico y reflexivo de situaciones problemáticas ingenieriles
Análisis del control de posición de un manipulador robótico con compensación de gravedad
(2022-09-22) Hossian, Alejandro
El control de posición (regulación) es una temática de gran importancia en diferentesámbitos de aplicación; tales como pintado de objetos y estibado. Este problema se analiza en base al movimiento del efector terminal del manipulador desde cualquier posición inicial hacia la posición deseada. Este hecho se traduce en que la i – ésima articulación del manipulador debe moverse hacia la i – ésima posición deseada. En el presente artículo se propone un método de análisis sustentado en dos fases. En la primera se construye la correspondiente ecuación en lazo cerrado en términos de las variables de estado que definen el problema del control de posición con compensación de gravedad, combinando la ley de control con la ecuación del modelo dinámico del manipulador. En la segunda fase, se lleva a cabo el análisis de estabilidad en el sentido de Lyapunov y la unicidad del punto de equilibrio del sistema dinámico en estudio.
Análisis y desarrollo de modelos y algoritmos de control de dispositivos robóticos en base al soporte de tecnologías inteligentes
(2019-01-01) Hossian, Alejandro
El presente proyecto se realizará en función de dos líneas de investigación. La primera se basa en el estudio y aplicación de las diversas herramientas pertenecientes al campo de la matemática y la mecánica que permitan abordar la investigación y el desarrollo de diferentes modelos matemáticos, mediante los cuales se obtienen los modelos cinemático y dinámico para diferentes tipos de manipuladores robóticos industriales. El objetivo fundamental de estos modelos es establecer aquellas estrategias de control del robot que redunden en una mayor calidad de sus movimientos; en este sentido, un estudio detallado de los controladores de robots más representativos proporciona mayores posibilidades de que las trayectorias seguidas por el robot q(t), presenten el mayor grado de similitud a las trayectorias que se obtuvieron para el dispositivo. Muy importantes son los modelos de control de posición del robot; como así también, los que se refieren al control de trayectoria del mismo (permiten controlar al dispositivo en posición y velocidad simultáneamente). La segunda línea desarrollará diferentes arquitecturas de software ejecutándose en diversas plataformas de hardware que permitan definir los comportamientos de robots móviles autónomos en base a un enfoque cognitivo. El robot poseerá un comportamiento deseado en función de las prestaciones requeridas al mismo; el cuál se evaluará mediante distintos indicadores que reflejarán la aptitud del agente robótico para realizar las tareas y conductas que le son requeridas, tanto cuando opera en ambientes estáticos como cambiantes. Entre las tecnologías inteligentes que se proponen aplicar, cabe citar: a) redes neuronales artificiales b) lógica difusa c) algoritmos de búsqueda d) aprendizaje automático y e) lógica difusa, entre otras que permitan optimizar el desempeño del agente robótico.
Análisis y estudios de casos de un manipulador robótico industrial por medio de la obtención de su modelo dinámico. Un enfoque basado en la formulación de la mecánica Lagrangiana.
(2022-11-22) Hossian, Alejandro; Alveal, Maximiliano, Emanuel; Carabajal, Roberto; Bustamante, Patricio; Hirschfelelt, Carolina
El presente artículo aborda el estudio del modelo dinámico de un manipulador robótico industrial, en base a un enfoque de la mecánica lagrangiana. En la sección introductoria, se explica brevemente las características del proceso de obtención del modelo dinámico para un robot manipulador. En la segunda sección, se desarrolla el caso de estudio de un robot de una articulación rotatoria y otra prismática, a partir del desarrollo de las ecuaciones de Lagrange; las cuales permiten obtener los pares de torsión, en forma matricial, de cada articulación presentes en el dispositivo. En la tercera sección, se presentan los resultados correspondientes a los pares de torsión aplicadas a las articulaciones obtenidas por el software de Matlab, para distintas trayectorias articulares. Mientras que, en la cuarta sección de discusión, se debaten dichos productos. En la quinta sección, se aborda las conclusiones del grupo y futuras líneas de trabajo.
Aportaciones al proceso de implantación de sistemas informáticos
(2019-04-26) Hossian, Alejandro; Panizzi, Marisa; Davila, Mauricio; Hodes, Agustin; Ortiz, Felipe; Bertone, Rodolfo
Esta línea de investigación tiene por finalidad realizar aportaciones paliativas al proceso de implantación de sistemas informáticos. La aplicación de métodos de investigación de Ingeniería de Software Basada en Evidencia y métodos de evaluación, permitió evidenciar que varias de las metodologías de desarrollo existentes no contemplan el proceso de implantación de un sistema informático o, si lo hacen, no lo desarrollan o gestionan de manera integral. En respuesta a estas debilidades se proponen diferentes aportaciones. La primera consiste en un modelo de proceso de implantación de sistemas informáticos, para su aplicación en la industria del software en el ámbito nacional. La segunda se corresponde con un conjunto de métricas específicas para el proceso en estudio, con el propósito de mejorar su nivel de calidad. Y por último, a partir de lograr evidenciar la ausencia de riesgos para el proceso de implantación, se considerará una propuesta de riesgos y sus procedimientos de mitigación. Se realizarán pruebas de concepto en los casos de estudio y casos de validación identificados que corroboren las propuestas de esta línea de investigación.-
Desarrollo de un modulo de construcción del modelo dinámico inverso para un manipulador robótico industrial.
(2020-10-30) Hossian, Alejandro; Alveal, Maximiliano, Emanuel; Carabajal, Roberto; Echeverria, Cesar; Merlino, Hernan
La mecánica analítica constituye una sólida herramienta matemática para formular modelos de sistemas mecánicos. El “Modelo Dinámico” de un manipulador robótico analiza la relación entre el movimiento producido en el robot y los pares/fuerzas aplicados en las articulaciones del mismo. Se presenta un proceso de construcción del modelo dinámico de un robot manipulador en base a la formulación de las ecuaciones de Lagrange, las cuales describen la dinámica de un robot manipulador mediante el balance de la energía cinética y potencial de sus eslabones). Con este modelo se analizan fenómenos físicos como: “Efectos Inerciales” – “Fuerzas Centrípetas y de Coriolis” – “Par Gravitacional” y “Fricción”. Este proceso posee como “insumos de entrada” los parámetros dinámicos (masas, longitudes y momentos de inercia de eslabones) y la matriz de transformación homogénea suministrada por modelo cinemático directo y como “productos de salida” las fuerzas y pares de torsión que se deben aplicar en cada articulación
Desarrollo e impacto del campo de la robótica en América Latina hacia una propuesta superadora en el contexto de la IV Revolución Industrial
(2020-10-30) Hossian, Alejandro; Merlino, Hernan; Alveal, Maximiliano, Emanuel
This paper is a contribution of the field of robotics and automation areas. Intelligent Technologies such as Expert Systems (ES), Artificial Neural Networks (ANN), Automatic Learning (AL) and Fuzzy Logic (FL) contributing to the progress of these areas. The first point of these paper is referred to the beginning and development of Robotics. The second point is related to the technological aspects related to the field of robotics. A third point focuses on the social aspects linked to the robotizacion process. And a fifth poin that consists of an improvement proposal. All these points are developed based on the Fourth Industrial Revolution of 21st century..
Establecimiento de tecnologías aplicadas al análisis de las trayectorias de un robot móvil en un espacio con obstáculos
(2020-05-19) Hossian, Alejandro; Alveal, Maximiliano, Emanuel; Bustamante, Patricio
La tecnología de la Inteligencia Artificial (IA) concatena una diversa gama de tecnologías transversales a diferentes campos disciplinares. Este es el caso de la navegación de robots móviles autónomos cuando deben realizar tareas de diferente complejidad en un ambiente estructurado. Esta producción centra su trabajo en la conducta que registran los robots móviles en ambientes de navegación en espacios de configuración en colisión, en los cuales las estructuras permanecen fijas mientras el robot realiza las operaciones requeridas por el usuario. Los primeros experimentos tuvieron como soporte la aplicación de las Tecnologías Inteligentes de las Redes Neuronales Artificiales (RNA), los cuales se entraron en la implementación del algoritmo de aprendizaje supervisado de retropropagación del error (backpropagation). Actualmente, y con el propósito de mejorar la performance del robót movil con la tecnología aplicada, se realizan experimentos mediante la aplicación de algoritmos inteligentes de paradigma deliberativo, los cuales se orientan hacia la planificación de las tareas dentro de su entorno de operación.
Estudio y desarrollo de modelos y esquemas de control de dispositivos robóticos industriales en base al soporte de sistemas mecatrónicos
(2023-10-27) Hossian, Alejandro
El grupo de investigación en “Robótica aplicada a la Ingeniería" desarrolla un modelo de proceso de investigación en base a 3 fases para optimizar el diseño de un manipulador robótico industrial. La 1RA Fase corresponde a la Cinemática del Robot para la obtención de los Modelos Cinemático Directo e Inverso y del Modelo Diferencial de los manipuladores robóticos industriales. La 2DA Fase corresponde a la Dinámica del Robot que se aplica a la obtención del Modelo Dinámico de estos brazos. La 3RA Fase vincula los aspectos que hacen al Control del Robot cuyos algoritmos permiten mejorar las características de velocidad y precisión. El problema que se analiza en este artículo se encuadra dentro de la 3RA Fase del modelo de proceso de investigación
Implementación de Tecnologías basadas en Inteligencia Artificial para el análisis de la conducta de robots móviles autónomos en espacios de configuración en colisión
(2019-06-10) Hossian, Alejandro; Alveal, Maximiliano, Emanuel
La tecnología de la Inteligencia Artificial (IA) concatena una diversa gama de tecnologías transversales a diferentes campos disciplinares. Este es el caso de la navegación de robots móviles autónomos cuando deben realizar tareas de diferente complejidad en un ambiente estructurado. Esta producción centra su trabajo en la conducta que registran los robots móviles en ambientes de navegación en espacios de configuración en colisión, en los cuales las estructuras permanecen fijas mientras el robot realiza las operaciones requeridas por el usuario. Los primeros experimentos tuvieron como soporte la aplicación de las Tecnologías Inteligentes de las Redes Neuronales Artificiales (RNA), los cuales se entraron en la implementación del algoritmo de aprendizaje supervisado de retropropagación del error (backpropagation). Actualmente, y con el propósito de mejorar la performance del robót movil con la tecnología aplicada, se realizan experimentos mediante la aplicación de algoritmos inteligentes de paradigma deliberativo, los cuales se orientan hacia la planificación de las tareas que el robot debe realizar dentro de su entorno de operación.
Proceso de instrucción para el análisis de caso en el campo de la ingeniería aplicando ciencias básicas
(2024-05-15) Hossian, Alejandro; Alveal, Maximiliano, Emanuel; Bolis, Mónica; Vizcaino, Kelly
Esta propuesta metodológica se encuadraen el proyecto de investigación que se asienta en el departamento de Ciencias Básicas de la Facultad Regional Neuquén de la Universidad Tecnológica Nacional. Este proceso metodológicose sustenta conceptualmente en dos columnas vertebrales: el diseño instruccional y el aprendizaje basado en competencias. Desde el punto de vista operativo, el proceso refiere a cuatro fases que se desarrollan en manera progresiva, de forma tal que el estudiante esté en condiciones de abordar un análisis conceptual de un caso de estudio que se presente. Se analiza un caso de aplicación en el campo de la Ingeniería con acentuada inclinación a la exploración de las ecuaciones que conforman el modelo matemático del caso en cuestión. La idea es obtener un diseño robusto que sea alcanzable por un estudiante medio de la carrera de Ingeniería.
Proceso de obtención de las funciones polinómicas interpoladoras en el espacio articular para un robot manipulador un enfoque basado en el control cinemático.
(2021-09-17) Hossian, Alejandro; Merlino, Hernan; Carabajal, Roberto; Bustamante, Patricio; Alveal, Maximiliano, Emanuel
Los movimientos del actuador de un manipulador cuandose desplaza de un punto a otro en su ambiente de operación, lo hace conforme a una función continua del tiempo. El cálculo de estas funciones refiere a la “GENERACION” de las “TRAYECTORIAS articulares”. El problema que se analiza, se encuadra dentro del módulo de control cinemático; el cual permite seleccionar aquellas trayectorias articulares que debería seguir el robot, conforme a los requisitos del usuario. Teniendo en cuenta que estos requisitos en general se establecen en el espacio de trabajo o cartesiano del robot, el núcleo de esta investigación consiste en una propuesta metodológica para la obtención de trayectorias en el espacio articular, las cuales se materializan por medio de las funciones polinómicas interpoladoras. Esta propuesta posee como elemento disparador la matriz de transformación homogénea referida al sistema de referencias asociado a la base del robot (0Tn). Esta matriz contiene toda la información de las coordenadas cartesianas del efector terminal en función de las variables articulares modelo cinemático directo (0Pn (t) en función de q(t)). Con este modelo es posible obtener las ecuaciones que provee el modelo cinemático inverso (q(t) en función de 0Pn(t)); a partir de las cuales determinados puntos de paso, en el espacio cartesiano (0Pn(t)) tienen correspondencia con sus valores de parámetros eslabón. Este proceso proporciona como elemento de salida las funciones interpoladoras de posición, velocidad y aceleración (elementos que se denominan trayectorias articulares). Este proceso permite examinar el cumplimiento de ciertos criterios básicos en termino de diseño; como por ejemplo, el monitoreo de la aceleración articular máxima obtenida, de manera que no supere el valor admisible de tolerancia estipulado por el fabricante (q_max^'≤q_adm^''). En caso que no satisfaga la condición anterior, debe calcularse nuevamente el tiempo de actuación con el valor de aceleración admisible.
Propuesta de modelo integrador para la mejora de espacios colaborativos virtuales
(Facultad Regional Buenos Aires, 2016-11-22) Mihalache Peso, Jasna Lizbeth; Hossian, Alejandro; Rodríguez, Humberto José Darío
La solicitud al área de Sistemas para dar soporte a la comunicación de grupos de individuos u organizaciones durante la realización de tareas compartidas crece incesantemente. Sin embargo, por su propia naturaleza, esta clase de sistemas, los cuales conocemos como Sistemas Cooperativos, son bastante complejos. Los modelos existentes tienen características específicas que se destacan unos de otros, cubriendo así las necesidades de los diferentes grupos de trabajo.
Una propuesta de sistema de control borroso en el marco de una aplicación industrial una visión desde los requerimientos de usuarios
(2019-10-24) Hossian, Alejandro; Carabajal, Roberto; Alveal, Maximiliano; Bustamante, Patricio
La lógica difusa constituye una rama de la inteligencia artificial que analiza información del mundo real en un rango entre lo verdadero y lo falso. En este sentido, esta lógica maneja conceptos vagos como “ambiente húmedo” o “abrir un poco la válvula”, que permite a ingenieros y diseñadores desarrollar sistemas de control de frenado, control de velocidad de un ventilador y otros dispositivos que juzgan información difícil de definir en términos de diseño. En este contexto, la lógica difusa asigna términos lingüísticos o borrosos a propiedades físicas como la temperatura; que por ejemplo, puede ser fría, templada o caliente, Asimismo, esta lógica proporciona un marco y unas herramientas que permiten manejar estos conceptos de manera similar a como se manejan las variables booleanas, que se sitúan en dos estados únicamente, 0 o 1 (frío o caliente). Los sistemas de control borrosos constituyen una de las principales aplicaciones de la lógica difusa en el entorno industrial. Estos sistemas, a partir de ciertas entradas, deben garantizar una determinada repuesta para actuar sobre determinados mecanismos. En este artículo, se presentan las bases de una propuesta para un sistema de control borroso para regular la temperatura a la que debe operar un horno industrial.
Rediseño de planta piloto para la obtención de combustible a partir del proceso de craqueo térmico de residuos plásticos
(2023-10-27) Hossian, Alejandro; Shell, Gabriela; Espinoza, Raul; Tagliapietra Gutièrrez, Sheila Melisa; Verdugo, Alen Aldana; Aguilera Parra, Micol Abigail; Pincheira, Gaston Emanuel; Contreras, Gonzalo Federico; Huenupay, Antio Jonathan Maximiliano
Caracterización de los diferentes tipos de residuos plásticos que contemplamos en la vida diaria. Análisis de los espectros de los diferentes tipos de plásticos. Análisis de los espectros de los productos obtenidos. Generación de biblioteca de datos

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