FRN - Producción de Investigación - Proyectos
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Item 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, EmanuelLa 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.Item Aportaciones al proceso de implantación de sistemas informáticos(2019-04-26) Hossian, Alejandro; Panizzi, Marisa; Davila, Mauricio; Hodes, Agustin; Ortiz, Felipe; Bertone, RodolfoEsta 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.-Item Smoke detection using simplified descriptors of video information(2017-03-22) Monte, Gustavo; Marasco, Damian; Pastore, Juan Ignacio; Liscovsky, Pablo; Ballarin, VirginiaAutomatic visual detection of smoke in confined or open spaces is overriding to issue early warnings that can save lives or prevent irreparable damage. While fire presents a range of characteristic colour, smoke does not present a readily apparent pattern. Changes its shape, does not contain clear edges, presents a chaotic behaviour and colour manifests from white to black, including all nuances. This paper presents an algorithm that efficiently pre-process a frame that extracts the main component of information, decreasing orders of magnitude the source size. From this new structure, algorithms based on the temporal and spatial change of subsets of the new structure are applied. Decision is based on fusion of weak classifiers. The algorithms are described and validated with experimental results of real-time detection for open and confined spaces, considering simplicity and efficiency of the proposed method suitable for embedded systems.Item On-chip spectral analysis with low power and optimal Control for energy harvesting using piezoelectric devices(2018-10-22) Monte, Gustavo; Marasco, Damian; Garcia, Andes; Perotti, EmanuelThis paper presents a low power DC-DC buckboost topology functioning battery-less on the basis of a novel technique using a combination of both: singular optimal control plus an analog circuit control law. The very low power consumptions along with the optimal energy harvested, makes possible to perform FFT calculations on-line and on-chip for vibration analysis applied to wind-turbines maintenance operation using an ST microcontroller and transmitting up to 500 m. The complete functioning circuit is shown along with real measurements.Item Análisis y desarrollo de modelos y algoritmos de control de dispositivos robóticos en base al soporte de tecnologías inteligentes(2019-01-01) Hossian, AlejandroEl 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.Item Desarrollo de sistemas de control empleando algoritmos para el tratamiento de señales aplicados a automasmos(2019-01-01) Scarone, NorbertoCon la realización del presente proyecto se pretende obtener una aplicación específica para ser empleada en un sistema de control de una silla de ruedas eléctrica. Este po de aplicaciones están pensadas para usuarios con discapacidades motrices únicamente y no contemplan a los usuarios con trastornos nerviosos. Es por esto que se pretende desarrollar una aplicación para proveer a una persona con discapacidades motrices y que posea problemas nerviosos, la oportunidad de poder trasladarse sin necesidad de la ayuda de otra persona, independientemente del po de señal empleado para el control de la silla de ruedas. Las técnicas de control predicvo a emplear en el diseño de los algoritmos son aquellas que se fundamentan en el control predicvo basado en modelo o bien por su acrónimo MPC. Con los recursos previstos, este proyecto se llevara a cabo en nuestra facultad regional durante un periodo no mayor a 48 meses y además se formará un equipo de trabajo que incluirá a invesgadores docentes, tanto como a invesgadores alumnos. La solución al problema planteado no solo impactará sobre la salud de la comunidad, sino que también lo hará en los ámbitos de la ingeniería, ya que este po de aporte puede implementarse en automasmos en todo su amplio rango de aplicaciones.Item Desarrollo de sistemas y algoritmos para la extracción de conocimiento aplicado a sensores inteligentes(2019-01-01) Monte, GustavoEste proyecto está centrado en la investigación y desarrollo de nuevos algoritmos para la extracción de conocimiento de señales sensoriales. El conocimiento es un concepto abstracto muy difícil de cuantificar, con múltiples facetas y funciones objetivos. Este hecho genera dificultad en el diseño de algoritmos para la extracción. Toda señal sensorial la podemos particionar en tres estructuras cognitivas: Datos, Información y conocimiento. Los datos son las muestras obtenidas, la información es datos preprocesados sin un determinado fin y el conocimiento es detección de características de interés particular. El hilo conductor de las tres estructuras es el concepto de redundancia. No existe un procesamiento único para extraer conocimiento y es debido principalmente a dos motivos: primero, a la naturaleza subjetiva de él y segundo a la innumerable cantidad de funciones objetivo. En cambio, la redundancia es común a todas las estructuras cognitivas. Este proyecto es continuación del proyecto anterior conducido por el mismo grupo que logró una norma internacional, la IEEE 24151-001-2017 en donde al procesar las señales sensoriales en busca de minimizar la redundancia, resulta una nueva estructura de la información que facilita la extracción de conocimiento. Se profundizarán los algoritmos y se dirigirá el foco hacia la extracción en tiempo real de conocimiento sobre video. Los resultados esperados serán de gran aplicación en la IoT ( Internet de las cosas), ya que la mayoría de las cosas son sensores y se puede inferir que la gItem Dinámica molecular en nanoestructuras(2019-01-01) Scarone, EduardoLa nanotecnología molecular es la manipulación en forma precisa de átomos y moléculas para la fabricación de productos a nanoescala. En vista a emplear el hidrógeno como combustible resulta de interés almacenarlo, conducirlo, y detectarlo a escala nanométrica. Estamos hablando de manipular hidrógeno en nanotecnología. Conducirlo en forma gaseosa por nanotubos de carbono, almacenarlo en nanocontenedores de grafeno, y detectarlo en nanopartículas y/o nanocables de paladio. Las simulaciones atomísticas resultan herramientas fundamentales para estudiar estos sistemas. En particular la dinámica molecular basada en potenciales clásicos resulta muy útil debido que, al ser un método semiempírico, permite computar hasta miles de átomos, labor que partiendo desde técnicas que involucren primeros principios resulta de un excesivo costo computacional. Por medio de la dinámica molecular nos proponemos estudiar la interacción del H con nanoestructuras de C y Pd. Nos interesa estudiar la interacción de moléculas de hidrógeno H2 en estado gaseoso con placas, nanotubos, y nanocontenedores de grafeno. Calcular parámetros importantes para la descripción del gas como la energía, la velocidad cuadrática media de sus moléculas, y la presión para varias temperaturas. Evaluar cómo se comporta la nanoestructura de C, calcular su tensor de tensiones atómico y en qué condiciones reaccionan químicamente los átomos de C con el H2. Nos proponemos estudiar procesos de hidruración en nanocables y nanopartículas de Pd, calcular isotermas de absorción de H para distintos radios, temperaturas, y estados de tensión. Analizar efectos de segregación de H y propiedades mecánicas Como logro de máxima nos interesa diseñar y caracterizar un nanoelectrodo para la detección de H, empleando un nanotubo de C con una nanopartícula de Pd a modo tapón en uno de sus extremos.Item Simulación computacional de flujos multifasicos densos en la industria de procesos(2018-01-01) krumrick, Ezequiel ArturoEste proyecto permite fortalecer las actividades llevadas a cabo en el área de la investigación aplicada, en particular aquella orientada a la simulación de flujos multifásicos densos originados en los procesos industriales de transporte y separación de fluidos. La mayor parte de las tecnologías usadas en procesos en las industrias químicas y mineras deben tratar con flujos multifásicos, como en el caso del flujo de lodos de perforación, del flujo con cavitación en una bomba, del transporte de fluidos con sedimentos en tuberías o canales abiertos, del flujo de petróleo mezclado con agua y gas desde una perforación, entre otros muchos ejemplos. En dinámica de fluidos el caso más simple de flujo multifásico es el bifásico, donde dos materiales con diferentes fases están presentes en el flujo. Incluso el más simple es el flujo bifásico formado por el mismo material con dos fases diferentes, como ocurre por ejemplo con el agua líquida (fase transportadora o carrier) mezclada con burbujas de vapor de agua (partícula transportada) en el caso de la bomba que cavita. Así en general el nombre flujo multifásico se refiere al movimiento de un fluido (líquido o gas) transportando otras fases que pueden ser gaseosas, líquidas o sólidas. Las posibilidades de flujos multifásicos son enormes, y la formulación de cada uno depende del régimen. Por régimen de flujo multifásico se entiende una categoría donde son posibles determinadas simplificaciones de la formulación matemática en función, por ejemplo, de las escalas de tiempo de respuesta de las transferencias entre fases, de las escalas de tamaño de las partículas transportadas, de la dilución o concentración de las partículas, entre otras muchas características. Por ejemplo en un flujo multifásico de partículas dispersas diluidas el efecto partícula-partícula no sería dominante en el intercambio de cantidad de movimiento ni de calor de las partículas y puede por tanto ser despreciado. En ese caso solo se toma en cuenta el efecto del fluido sobre las partículas, permitiendo simplificar la formulación del problema (one-way coupling). Pero si, por el contrario, el efecto partícula-partícula (two-, three- or four-way coupling) es dominante porque elnúmero de partículas es alto, el flujo ahora requiere una formulación que lleve en cuenta las transferencias entre partículas, además de los efectos que las partículas ejercen sobre el medio continuo y este último sobre las partículas. Estos son ejemplos extremos de flujos multifásicos, caracterizados como regímenes diferentes para simplificar su modelación. Determinar el régimen de un flujo multifásico es importante porque ayuda a definir las ecuaciones que gobiernan el mismo. Quizá en un tiempo futuro será posible, con el advenimiento de mayores avances en las capacidades de cómputo, aplicar las leyes de conservación de cantidad de movimiento, masa y energía, para cada una de las fases intervinientes en el flujo, calculando las superficies de las interfases de cada una con precisión y así las transferencias entre las mismas. Esto permitirá conocer cada detalle del flujo multifásico. En el presente, sin embargo, esto no es posible fuera de casos muy simplificados. En consecuencia, para obtener la interacción del flujo con las partículas y entre partículas, es necesario usar modelos con algún nivel de simplificación que a la vez sean realísticos. Pueden ser modelos que consideren una de las fases como un continuo y a la otra como partículas ó grupos de partículas, de las cuales se calculan sus trayectorias, denominados modelos Eulerianos-Lagrangianos; ó modelos basados en dos fluidos considerando a las dos fases como medios continuos (modelo Euleriano-Euleriano). En ambos casos en esos modelos se aplican las leyes de conservación en forma simplificada en cada fase, calculando los intercambios de cantidad de movimiento, masa y energía entre las fases, a los efectos de resolver las características generales del flujo. El presente proyecto abordará el desarrollo de simulaciones de flujo multifásico usando técnicas computacionales a dos niveles: Simulación Numérica Directa (DNS) y uso de software apropiado para geometrías complejas aplicables a la simulación de flujo multifásico de interés tecnológico. Para ello se utilizarán modelos de turbulencia tipo LES (Large Eddy Simulation) y tipo RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes). Se estudiarán los patrones de flujo multifásico, en especial, aquellos consistentes de dos fases (flujos bifásicos) y se aplicarán en la resolución de patrones de flujo en cañerías y flujo en equipos de separación de fases como los separadores multifásicos por gravedad y los hidrociclones separadores de partículas. Los resultados obtenidos permitirán la elección de la estrategia de simulación más conveniente para cada caso particular, además de abrir la posibilidad de proponer mejoras tanto en los métodos de simulación como en el diseño de los equipos industriales.Item Estrategia de biorremediaciòn para el tratamiento y recuperación de suelos contaminados con hidrocarburos de petroleo(2015-01-01) Camacho, Alberto GustavoEl presente proyecto tiene como objetivo principal: desarrollar conocimiento acerca del tratamiento biológico de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (RSU) de la ciudad de Cutral-Có (Neuquén)- Para tal fin se planifican las siguientes tareas: -Caracterizar los RSU de la ciudad de Cutral-Có por métodos físicos, químicos y fisicoquímicos. Minimizar la disposición de los RSU mediante la separación de la fracción orgánica de los mismos, logrando un disminución de las emisiones de gases de efecto invernadero, contaminación del aire y del agua, generación de malos olores y aparición de vectores transmisores de enfermedades. -Transformar la materia orgánica separada de los RSU en biogás mediante digestión anaeróbica, previa reducción y acondicionamiento de los residuos sólidos. -Producir compost de calidad a partir de los lodos obtenidos como residuo de la digestión anaerobia para su uso como enmienda orgánica y/o fertilizante biológico en agricultura. Para cumplir la tarea central del proyecto (biodigestión) se utilizará un sistema de 2 digestores funcionando en serie de forma que en el primero de ellos ocurran las etapas hidrolíticas y acetogénicas (pH óptimo cercano a 5.0) y en el segundo de los biodigestores la etapa metanogénica (pH óptimo cercano a 7.0). Este esquema, según la literatura (aunque con poca o ninguna experiencia en escala real) debiera ser mucho mas eficiente que cualquiera de los sistemas (de 1 solo biodigestor) utilizados en la actualidad. A los lodos resultantes de la digestión de los residuos se los someterá a un proceso de compostaje y se ensayará la performance del compost obtenido como biofertilizante-enmienda en horticultura orgánica. En general el aprovechamiento de los residuos sólidos urbanos como fuente de energía ofrece una gran cantidad de beneficios ambientales: contribuir a mitigar el cambio climático, reducir la lluvia ácida, prevenir la contaminación de las fuentes de agua, enriquecer el hábitat de la vida silvestre, ayudar a mantener la salud de los seres vivos y la estabilidad de los ecosistemas. En particular la utilización de un proceso anaeróbico seguido de una laguna de estabilización producen eficiencias globales de transformación de materia orgánica superiores al 90% en DBO y DQO con la ventaja concomitante de: producción de energía; generación de un combustible renovable de alta calidad y producción de un biofertilizante apto para agricultura orgánica