FRN - Producción de Investigación

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    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.
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    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.-
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    Normalizing Transducer Signals: An Overview of a Proposed Standard
    (2015-05-15) Monte, Gustavo Eduardo; Liu, Zheng; Huang, Victor; Abate, Francesco; Pietrosanto, Antonio; Paciello, Vincenzo
    This paper presents an overview of the proposed standard ISO/IEC/IEEE P21451-001 for sensor signals that is currently under development. The IoT, Internet of Things, is a reality. Most of things have sensors embedded without drawing distinction between industrial and consumer products. Things can be easily identified and the protocols that govern the traffic over the nets are well defined. However, what is difficult to define is the information that a thing with sensors should report. Therefore, the objective of this standard is to define a first approach to describe sensor signals, in a way that can be applied to any sensor extracting information from samples. The paper is divided into two main sections. The first one describes the basic algorithms that extract knowledge from samples. The second one shows the internal structure of the working group for normalizing these algorithms and the remaining challenges.
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    Smart sensing of systems thermal behavior using low cost infrared cameras
    (2019-12-09) Monte, Gustavo Eduardo; Marasco, Damian; Bufanio, Rubèn; Solorzano, Lucas
    Diagnosis through the analysis of thermal images is widely used and is one of the favorite tools of predictive maintenance. Due to the high cost of infrared cameras, this analysis is carried out through periodic manual inspections reusing the sensor element for several applications. The recent appearance of low-cost infrared cameras has enabled the development of static applications that observe and analyze the thermal behavior of critical systems over time. This work presents a proposal of an intelligent thermal sensor that acquires and processes low resolution images in real time with energy restrictions. The proposed thermal image processing is based on the analysis of local maxima and spatial and temporal gradients centered on these maxima. The standard IEEE 21451-001-2017 was applied used for signal processing. The image acquisition and processing are executed into a 16-bit microcontroller resulting in a compact thermal sensor with low cost and low power consumption and with the ability to understand and classify the thermal evolution of the observed system.
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    Smoke detection using simplified descriptors of video information
    (2017-03-22) Monte, Gustavo; Marasco, Damian; Pastore, Juan Ignacio; Liscovsky, Pablo; Ballarin, Virginia
    Automatic 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.
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    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, Emanuel
    This 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.
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    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.
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    Desarrollo de sistemas de control empleando algoritmos para el tratamiento de señales aplicados a automasmos
    (2019-01-01) Scarone, Norberto
    Con 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.
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    Desarrollo de sistemas y algoritmos para la extracción de conocimiento aplicado a sensores inteligentes
    (2019-01-01) Monte, Gustavo
    Este 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 g
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    Dinámica molecular en nanoestructuras
    (2019-01-01) Scarone, Eduardo
    La 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.