Magnetosensitive e-skins for interactive electronics

The rapid progress of electronics and computer science in the last years has brought humans and machines closer than ever before. Current trends like the Internet of Things and artificial intelligence are closing the gap even further, by providing ubiquitous data processing and sensing. As this ongoing revolution advances, novel forms of human-machine interactions are required in an ever more connected world. A crucial component to enable these interactions is the field of flexible electronics, which aims to establish a seamless link between living and artificial entities using electronic skins (e-skins). E-skins combine the functionality of commercial electronics with the soft, stretchable and biocompatible characteristics of human skin or tissue. Until lately, the focus had been to replicate the standard functions associated with human skin, such as, temperature, pressure and chemical detection. Yet, recent developments have also introduced non-standard sensing capabilities like magnetic field detection to create the field of magnetosensitive e-skins. The addition of a supplementary information channel—an electronic sixth sense—has sparked a wide range of applications in the fields of cognitive psychology and human-machine interactions. In this thesis, we expand the concept of magnetosensitive e-skins to include the notion of directionality, which utilizes the full interaction potential of the magnetic field vector. Also, we introduce the use of flexible magnetoelectronics in virtual/augmented reality and human-computer interfaces. Three main results are attained in the course of this work: (i) we first demonstrate how magnetosensitive e-skins can be used as humanmachine interfaces driven by permanent magnet sources in the range of 5 mT. (ii) Building upon this milestone, we realize the first magnetosensitive e-skins which are driven by the earth’s magnetic field of 50 μT. (iii) We fabricate magnetosensitive e-skins which push the detection limit below 1 μT. The magnetosensitive e-skins in this work open exciting possibilities for sensory substitution experiments and sensory processing disorder therapies. Futhermore, for human-machine interactions, they provide a new interactive platform for touchless and gestural control in virtual and augmented reality scenarios beyond the limitations of optics-based systems.Der rasante Fortschritt der Elektronik und der Informatik in den letzten Jahren hat Mensch und Maschine nähergebracht als je zuvor. Aktuelle Trends wie das Internet der Dinge und künstliche Intelligenz schließen die Lücke noch weiter, indem sie eine allgegenwärtige Datenverarbeitung und -erfassung ermöglichen. Mit fortschreitender Revolution sind neue Formen der Mensch-Maschine-Interaktion in einer immer vernetzter werdenden Welt erforderlich. Eine entscheidende Komponente, um diese Interaktionen zu ermöglichen, ist das Gebiet der flexiblen Elektronik, das darauf abzielt, mithilfe elektronischer Häute (e-skins) eine nahtlose Verbindung zwischen lebenden und künstlichen Entitäten herzustellen. E-skins verbinden die Funktionalität kommerzieller Elektronik mit den weichen, dehnbaren und biokompatiblen Eigenschaften menschlicher Haut oder menschlichen Gewebes. Bis vor kurzem lag der Schwerpunkt auf der Nachbildung der mit der menschlichen Haut verbundenen Standardfunktionen wie Temperatur-, Druck- und Chemikalienerkennung. Jüngste Entwicklungen haben jedoch auch nicht standardmäßige Erfassungsfähigkeiten wie die Magnetfelderkennung eingeführt, um das Feld magnetoempfindlicher e-skins zu erzeugen. Die Hinzufügung eines zusätzlichen Informationskanals - eines elektronischen sechsten Sinns - hat eine breite Palette von Anwendungen auf den Gebieten der kognitiven Psychologie und der Mensch-Maschine-Interaktionen ausgelöst. In dieser Arbeit erweitern wir das Konzept der magnetoempfindlichen e-skins um den Begriff der Richtwirkung, bei dem das volle Wechselwirkungspotential des Magnetfeldvektors genutzt wird. Außerdem führen wir die Verwendung flexibler Magnetoelektronik in der virtuellen Realität / erweiterten Realität und in Mensch-Computer-Schnittstellen ein. Im Verlauf dieser Arbeit werden drei Hauptergebnisse erzielt: (i) Wir demonstrieren erstmals, wie magnetoempfindliche e-skins als Mensch-Maschine-Schnittstellen verwendet werden können, die von Permanentmagnetquellen im Bereich von 5 mT angetrieben werden. (ii) Aufbauend auf diesem Meilenstein realisieren wir die ersten magnetoempfindlichen e-skins, die vom Erdmagnetfeld von 50 μT angetrieben werden. (iii) Wir fertigen magnetoempfindliche e-skins, bei denen die Nachweisgrenze unter 1 μT liegt. Die magnetoempfindlichen e-skins in dieser Arbeit eröffnen aufregende Möglichkeiten für sensorische Substitutionsexperimente und Therapien bei sensorischen Verarbeitungsstörungen. Darüber hinaus bieten sie für die Mensch-Maschine-Interaktion eine neue interaktive Plattform für die berührungslose und gestische Steuerung in virtuellen und Augmented Reality-Szenarien, die über die Grenzen optikbasierter Systeme hinausgehen

Physical, chemical and mineralogical characterization of lime mortars used in historic bridges of brick arch in the region of the upper Cauca (Colombia)

Este estudio presenta los resultados de la caracterización mineralógica de los morteros, de los puentes Cauca en la ciudad de Popayán y Ortiz en Cali; mediante las técnicas de Difracción de Rayos X (XRD), Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Electrónica de Barrido (ESEM), Ensayo de Compresión y Distribución del Tamaño de Grano. Los resultados convergen para revelar la naturaleza calcitica de los morteros utilizados en ambos puentes. Otras asociaciones mineralógicas se encontraron en las muestras tales como el cuarzo y minerales arcillosos, que solo varían en sus proporciones en cada muestra, siendo mayor en los morteros del puente Cauca en Popayán. Se elaboraron 9 tipos diferentes de morteros, y se seleccionaron los más compatibles para cada mortero, apoyado en la caracterización de los materiales, seleccionando los más similares / Abstract: This study presents the results of the minerological characterization of original mortars of two historical bridges over the Cauca River located in Colombia's South West. We used techniques like X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), compression test and grain size distribution. The results contribute to revealing the calcitic nature of the mortars used in both bridges. Other minerological associations were found in the samples, such as quartz and clay minerals, which only vary in their proportions in each sample. Nine different types of mortars were elaborated, and the most compatible were selected for each mortar from each bridge, supported on the materials characterizationMaestrí

Magnetic suspension array technology: Controlled synthesis and screening in microfluidic networks

Information tagging and processing are vital in information‐intensive applications, e.g., telecommunication and high‐throughput drug screening. Magnetic suspension array technology may offer intrinsic advantages to screening applications by enabling high distinguishability, the ease of code generation, and the feasibility of fast code readout, though the practical applicability of magnetic suspension array technology remains hampered by the lack of quality administration of encoded microcarriers. Here, a logic‐controlled microfluidic system enabling controlled synthesis of magnetic suspension arrays in multiphase flow networks is realized. The smart and compact system offers a practical solution for the quality administration and screening of encoded magnetic microcarriers and addresses the universal need of process control for synthesis in microfluidic networks, i.e., on‐demand creation of droplet templates for high information capacity. The demonstration of magnetic suspension array technology enabled by magnetic in‐flow cytometry opens the avenue toward point‐of‐care multiplexed bead‐based assays, clinical diagnostics, and drug discovery

Magnetosensitive e-skins with directional perception for augmented reality

Electronic skins equipped with artificial receptors are able to extend our perception beyond the modalities that have naturally evolved. These synthetic receptors offer complimentary information on our surroundings and endow us with novel means of manipulating physical or even virtual objects. We realize highly compliant magnetosensitive skins with directional perception that enable magnetic cognition, body position tracking, and touchless object manipulation. Transfer printing of eight high-performance spin valve sensors arranged into two Wheatstone bridges onto 1.7-mm-thick polyimide foils ensures mechanical imperceptibility. This resembles a new class of interactive devices extracting information from the surroundings through magnetic tags. We demonstrate this concept in augmented reality systems with virtual knob-turning functions and the operation of virtual dialing pads, based on the interaction with magnetic fields. This technology will enable a cornucopia of applications from navigation, motion tracking in robotics, regenerative medicine, and sports and gaming to interaction in supplemented reality

Ectoparasitos de cães no ambiente doméstico da vertente Caribe, Costa Rica

Reports on ectoparasites on dogs in Central America are scarce. The aim of this study was to identify flea, louse and tick species infesting dogs in home environments on the Caribbean slope of Costa Rica, and determine their frequency and coexistence. Ectoparasites were collected from dogs in 83 rural homes at five study sites. Specimens were identified and separated according to species. Fleas were the most common ectoparasite (G = 22,217, DF = 8, p = 0.004). Ctenocephalides felis and Pulex simulans were found in 83% and 55% of the homes with ectoparasites, respectively. Trichodectes canis (13%), Heterodoxus spiniger (10%), Rhipicephalus sanguineus (18%), Rhipicephalus (Boophilus) microplus (5%) and Amblyomma ovale (8%) were also present. More than one species was collected in most cases (66%), and the most common combination was C. felis and P. simulans (59% of homes with fleas). The high frequency of P. simulans emphasizes the need for adequate identification. This was the first study involving different ectoparasites of dogs in Costa Rica, as well as the first report of T.  canis in this country. The relative frequency and coexistence of these ectoparasites in the home environment may have implications for animal and human health.Relatos de ectoparasitos em cães da América Central são escassos. O objetivo deste estudo foi identificar espécies de pulgas, piolhos e carrapatos que infestam os cães no ambiente doméstico da vertente Caribe da Costa Rica, determinando sua frequência e coexistência. Foram coletados ectoparasitos de cães em 83 casas rurais de cinco sítios do estudo. Os indivíduos foram separados e identificados. Os ectoparasitos mais comuns foram as pulgas (G = 22.217, DF = 8, p = 0.004). Ctenocephalides felis e Pulex simulans foram observados em 83% e 55% das moradias com ectoparasitos, respectivamente. Da mesma forma também foram observados Trichodectes canis (13%), Heterodoxus spiniger (10%), Rhipicephalus sanguineus (18%), Rhipicephalus (Boophilus) microplus (5%) e Amblyomma ovale (8%). Na maioria dos casos, mais de uma espécie foi achada (66%), sendo que a combinação mais comum foi C. felis e P. simulans (59% de moradias com pulgas). A frequência alta de P. simulans ressalta a necessidade de sua adequada identificação. Este é o primeiro estudo que envolve diferentes ectoparasitas de cães na Costa Rica, da mesma forma, é o primeiro relato de T.  canis no país. A frequência relativa e coexistência destes ectoparasitos no ambiente domiciliar poderiam ter implicações na saúde animal e humana.Universidad de Costa Rica/[803-A8-127]/UCR/Costa Rica/[9-N-2008]/NeTropica/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias de la Salud::Centro de Investigación en Enfermedades Tropicales (CIET)UCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigación en Estructuras Microscópicas (CIEMIC)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de Biologí

experiencias de profesores para las comunidades universitarias

Libro Completo.En esta compilación de diferentes visiones del conocimiento de las múltiples disciplinas que cobijan la formación de los profesionales de la actualidad, encontrarán la visión y la exposición de las diferentes dinámicas pedagógicas y profesionales de los profesores de la Rectoría Cundinamarca de la Corporación Universitaria Minuto de Dios. Desde las diferentes perspectivas de la docencia, en los distintos programas académicos, se comprenderá y situará la visión estratégica y conceptual que redunda en la interdisciplinariedad, la integralidad y, por supuesto, la trasversalidad de las disciplinas profesionales. Será un recorrido a través de más de quince miradas de diversos profesionales dedicados a la academia, a diferentes conceptos que van desde la discusión de las ciencias sociales, pasando por la comprensión de las dinámicas de los sujetos y la visión de su diario vivir y, por supuesto aterrizándolas en conceptos de las ciencias exactas que, resaltarán la importancia del ejercicio disciplinar de diferentes profesiones. Asimismo, las temáticas conceptuales aquí expuestas son un material de consulta constante para otros profesores, estudiantes y público general, que tienen el deseo de ir más allá en la ampliación de sus saberes. Por lo anterior, se describen aquí dinámicas de reconocimiento conceptual y práctico de diferentes temáticas discutidas que le apuntan a cuatro líneas de saberes, pertenecientes al Plan de Desarrollo Profesoral 2020 – 2025 de la Rectoría de Cundinamarca

Magnetosensitive e-skins for interactive electronics

The rapid progress of electronics and computer science in the last years has brought humans and machines closer than ever before. Current trends like the Internet of Things and artificial intelligence are closing the gap even further, by providing ubiquitous data processing and sensing. As this ongoing revolution advances, novel forms of human-machine interactions are required in an ever more connected world. A crucial component to enable these interactions is the field of flexible electronics, which aims to establish a seamless link between living and artificial entities using electronic skins (e-skins). E-skins combine the functionality of commercial electronics with the soft, stretchable and biocompatible characteristics of human skin or tissue. Until lately, the focus had been to replicate the standard functions associated with human skin, such as, temperature, pressure and chemical detection. Yet, recent developments have also introduced non-standard sensing capabilities like magnetic field detection to create the field of magnetosensitive e-skins. The addition of a supplementary information channel—an electronic sixth sense—has sparked a wide range of applications in the fields of cognitive psychology and human-machine interactions. In this thesis, we expand the concept of magnetosensitive e-skins to include the notion of directionality, which utilizes the full interaction potential of the magnetic field vector. Also, we introduce the use of flexible magnetoelectronics in virtual/augmented reality and human-computer interfaces. Three main results are attained in the course of this work: (i) we first demonstrate how magnetosensitive e-skins can be used as humanmachine interfaces driven by permanent magnet sources in the range of 5 mT. (ii) Building upon this milestone, we realize the first magnetosensitive e-skins which are driven by the earth’s magnetic field of 50 μT. (iii) We fabricate magnetosensitive e-skins which push the detection limit below 1 μT. The magnetosensitive e-skins in this work open exciting possibilities for sensory substitution experiments and sensory processing disorder therapies. Futhermore, for human-machine interactions, they provide a new interactive platform for touchless and gestural control in virtual and augmented reality scenarios beyond the limitations of optics-based systems.Der rasante Fortschritt der Elektronik und der Informatik in den letzten Jahren hat Mensch und Maschine nähergebracht als je zuvor. Aktuelle Trends wie das Internet der Dinge und künstliche Intelligenz schließen die Lücke noch weiter, indem sie eine allgegenwärtige Datenverarbeitung und -erfassung ermöglichen. Mit fortschreitender Revolution sind neue Formen der Mensch-Maschine-Interaktion in einer immer vernetzter werdenden Welt erforderlich. Eine entscheidende Komponente, um diese Interaktionen zu ermöglichen, ist das Gebiet der flexiblen Elektronik, das darauf abzielt, mithilfe elektronischer Häute (e-skins) eine nahtlose Verbindung zwischen lebenden und künstlichen Entitäten herzustellen. E-skins verbinden die Funktionalität kommerzieller Elektronik mit den weichen, dehnbaren und biokompatiblen Eigenschaften menschlicher Haut oder menschlichen Gewebes. Bis vor kurzem lag der Schwerpunkt auf der Nachbildung der mit der menschlichen Haut verbundenen Standardfunktionen wie Temperatur-, Druck- und Chemikalienerkennung. Jüngste Entwicklungen haben jedoch auch nicht standardmäßige Erfassungsfähigkeiten wie die Magnetfelderkennung eingeführt, um das Feld magnetoempfindlicher e-skins zu erzeugen. Die Hinzufügung eines zusätzlichen Informationskanals - eines elektronischen sechsten Sinns - hat eine breite Palette von Anwendungen auf den Gebieten der kognitiven Psychologie und der Mensch-Maschine-Interaktionen ausgelöst. In dieser Arbeit erweitern wir das Konzept der magnetoempfindlichen e-skins um den Begriff der Richtwirkung, bei dem das volle Wechselwirkungspotential des Magnetfeldvektors genutzt wird. Außerdem führen wir die Verwendung flexibler Magnetoelektronik in der virtuellen Realität / erweiterten Realität und in Mensch-Computer-Schnittstellen ein. Im Verlauf dieser Arbeit werden drei Hauptergebnisse erzielt: (i) Wir demonstrieren erstmals, wie magnetoempfindliche e-skins als Mensch-Maschine-Schnittstellen verwendet werden können, die von Permanentmagnetquellen im Bereich von 5 mT angetrieben werden. (ii) Aufbauend auf diesem Meilenstein realisieren wir die ersten magnetoempfindlichen e-skins, die vom Erdmagnetfeld von 50 μT angetrieben werden. (iii) Wir fertigen magnetoempfindliche e-skins, bei denen die Nachweisgrenze unter 1 μT liegt. Die magnetoempfindlichen e-skins in dieser Arbeit eröffnen aufregende Möglichkeiten für sensorische Substitutionsexperimente und Therapien bei sensorischen Verarbeitungsstörungen. Darüber hinaus bieten sie für die Mensch-Maschine-Interaktion eine neue interaktive Plattform für die berührungslose und gestische Steuerung in virtuellen und Augmented Reality-Szenarien, die über die Grenzen optikbasierter Systeme hinausgehen

Magnetosensitive e-skins for interactive electronics

The rapid progress of electronics and computer science in the last years has brought humans and machines closer than ever before. Current trends like the Internet of Things and artificial intelligence are closing the gap even further, by providing ubiquitous data processing and sensing. As this ongoing revolution advances, novel forms of human-machine interactions are required in an ever more connected world. A crucial component to enable these interactions is the field of flexible electronics, which aims to establish a seamless link between living and artificial entities using electronic skins (e-skins). E-skins combine the functionality of commercial electronics with the soft, stretchable and biocompatible characteristics of human skin or tissue. Until lately, the focus had been to replicate the standard functions associated with human skin, such as, temperature, pressure and chemical detection. Yet, recent developments have also introduced non-standard sensing capabilities like magnetic field detection to create the field of magnetosensitive e-skins. The addition of a supplementary information channel—an electronic sixth sense—has sparked a wide range of applications in the fields of cognitive psychology and human-machine interactions. In this thesis, we expand the concept of magnetosensitive e-skins to include the notion of directionality, which utilizes the full interaction potential of the magnetic field vector. Also, we introduce the use of flexible magnetoelectronics in virtual/augmented reality and human-computer interfaces. Three main results are attained in the course of this work: (i) we first demonstrate how magnetosensitive e-skins can be used as humanmachine interfaces driven by permanent magnet sources in the range of 5 mT. (ii) Building upon this milestone, we realize the first magnetosensitive e-skins which are driven by the earth’s magnetic field of 50 μT. (iii) We fabricate magnetosensitive e-skins which push the detection limit below 1 μT. The magnetosensitive e-skins in this work open exciting possibilities for sensory substitution experiments and sensory processing disorder therapies. Futhermore, for human-machine interactions, they provide a new interactive platform for touchless and gestural control in virtual and augmented reality scenarios beyond the limitations of optics-based systems.Der rasante Fortschritt der Elektronik und der Informatik in den letzten Jahren hat Mensch und Maschine nähergebracht als je zuvor. Aktuelle Trends wie das Internet der Dinge und künstliche Intelligenz schließen die Lücke noch weiter, indem sie eine allgegenwärtige Datenverarbeitung und -erfassung ermöglichen. Mit fortschreitender Revolution sind neue Formen der Mensch-Maschine-Interaktion in einer immer vernetzter werdenden Welt erforderlich. Eine entscheidende Komponente, um diese Interaktionen zu ermöglichen, ist das Gebiet der flexiblen Elektronik, das darauf abzielt, mithilfe elektronischer Häute (e-skins) eine nahtlose Verbindung zwischen lebenden und künstlichen Entitäten herzustellen. E-skins verbinden die Funktionalität kommerzieller Elektronik mit den weichen, dehnbaren und biokompatiblen Eigenschaften menschlicher Haut oder menschlichen Gewebes. Bis vor kurzem lag der Schwerpunkt auf der Nachbildung der mit der menschlichen Haut verbundenen Standardfunktionen wie Temperatur-, Druck- und Chemikalienerkennung. Jüngste Entwicklungen haben jedoch auch nicht standardmäßige Erfassungsfähigkeiten wie die Magnetfelderkennung eingeführt, um das Feld magnetoempfindlicher e-skins zu erzeugen. Die Hinzufügung eines zusätzlichen Informationskanals - eines elektronischen sechsten Sinns - hat eine breite Palette von Anwendungen auf den Gebieten der kognitiven Psychologie und der Mensch-Maschine-Interaktionen ausgelöst. In dieser Arbeit erweitern wir das Konzept der magnetoempfindlichen e-skins um den Begriff der Richtwirkung, bei dem das volle Wechselwirkungspotential des Magnetfeldvektors genutzt wird. Außerdem führen wir die Verwendung flexibler Magnetoelektronik in der virtuellen Realität / erweiterten Realität und in Mensch-Computer-Schnittstellen ein. Im Verlauf dieser Arbeit werden drei Hauptergebnisse erzielt: (i) Wir demonstrieren erstmals, wie magnetoempfindliche e-skins als Mensch-Maschine-Schnittstellen verwendet werden können, die von Permanentmagnetquellen im Bereich von 5 mT angetrieben werden. (ii) Aufbauend auf diesem Meilenstein realisieren wir die ersten magnetoempfindlichen e-skins, die vom Erdmagnetfeld von 50 μT angetrieben werden. (iii) Wir fertigen magnetoempfindliche e-skins, bei denen die Nachweisgrenze unter 1 μT liegt. Die magnetoempfindlichen e-skins in dieser Arbeit eröffnen aufregende Möglichkeiten für sensorische Substitutionsexperimente und Therapien bei sensorischen Verarbeitungsstörungen. Darüber hinaus bieten sie für die Mensch-Maschine-Interaktion eine neue interaktive Plattform für die berührungslose und gestische Steuerung in virtuellen und Augmented Reality-Szenarien, die über die Grenzen optikbasierter Systeme hinausgehen