COMPARATIVA DE DESEMPEÑO DE LOS OPTIMIZADORES ADAM VS SGD EN EL ENTRENAMIENTO DE REDES NEURONALES CONVOLUCIONALES PARA LA CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES ECG (COMPARATIVE PERFORMANCE OF ADAM VS. SGD OPTIMIZERS IN CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK TRAINING FOR THE CLASSIFICATION OF ECG IMAGES)

Resumen Las Redes Neuronales Convolucionales (RNC) han demostrado ser una herramienta muy potente al momento de analizar imágenes, por lo cual es preciso conocer y experimentar a detalle las bondades que nos ofrece y poder así generar nuevos métodos o aplicaciones con su uso. En el presente se propone una comparativa entre dos clasificaciones de imágenes electrocardiográficas (ECG) en las que se utilizan imágenes sintéticas diseñadas a partir de ecuaciones diferenciales e imágenes reales, además de que al momento de los entrenamientos se hará uso de dos optimizadores diferentes, el optimizador ADAM y el SGD con el objetivo de dar a conocer las eficiencias de cada uno durante el entrenamiento. Este estudio cuantitativo pretende demostrar la eficiencia de las RNC aplicadas a la clasificación de imágenes de este tipo, la cual resulto ser satisfactoria ya que se puede observar que ambas clasificaciones tuvieron una precisión del 100% al utilizar el optimizador SGD. Palabras Clave: Red Neuronal Convolucional, Optimizadores ADAM y SGD, ECG. Abstract Convolutional Neural Networks (CNN) have proven to be a very powerful tool when analyzing images, so it is necessary to know and experience a detail of the benefits that it offers us and thus be able to generate new methods or applications with its use. In this paper, we propose a comparison between two classifications of electrocardiographic images (ECG) in which synthetic images designed from differential equations and real images are use, in addition to the fact that at the time of training two different optimizers will be used, the optimizer ADAM and SGD with the aim of making known the efficiencies of each one during training. This quantitative study aims to demonstrate the efficiency of the CNN applied to image classification of this type, which turns out to be satisfactory since it can be seen that both classifications were 100% accurate when using the SGD optimizer. Keywords: Convolutional Neural Network, ADAM and SGD optimizers, ECG

Desarrollo y control de un sistema de movilidad para subir escaleras

Los Sistemas de Movilidad para Subir Escaleras (SCMSs, por sus siglas en ingles), son tecnologías de asistencia para personas con dificultades o limitaciones para caminar. Los SCMSs pueden comportarse como sillas de ruedas robóticas convencionales y se caracterizan por tener capacidad para superar típicas barreras arquitectónicas tales como bordillos, rampas o escaleras. En la literatura se pueden encontrar distintos trabajos de investigación sobre SCMSs, muchos de los cuales están enfocados en mejorar la capacidad para subir escaleras. Sin embargo, a pesar de importantes progresos en la mejora del rendimiento y eficiencia, los resultados no son todavía muy exitosos. En esta tesis, un autónomo SCMS ha sido rediseñado, reconstruido y exitosamente probado. El sistema de movilidad desarrollado se caracteriza por el hecho de subir y bajar escaleras de diferentes tamaños, incluyendo aquellas con imperfecciones geométricas, y mantener un equilibrio estable sobre la escalera en todo momento sin ningún tipo de asistencia externa. En conjunto, todas estas características hacen que este SCMS pueda proporcionar a las personas con dificultades y limitaciones de movilidad una mayor independencia y una mejor calidad de vida. En este trabajo de tesis doctoral se ha desarrollado un nuevo SCMS capaz de superar escaleras de diferentes tamaños de manera eficiente y con una alta confiabilidad, primero tomando en cuenta que éste debe ser capaz de cargar personas con discapacidades físicas, y además que las barreras arquitectónicas asociadas con subir escaleras son las más difíciles de superar, y más aún cuando los escalones tienen alteraciones geométricas. Cabe mencionar que actualmente muy pocos SCMSs autónomos pueden confrontar barreras arquitectónicas con imperfecciones geométricas. Para controlar el propuesto SCMS, primero se diseñó una estrategia basada en el uso de sensores de distancia láser para estimar el tamaño de los escalones durante el proceso de subida/bajada de escaleras. Esta estrategia se utiliza para generar trayectorias seguras y confortables para la plataforma que carga al usuario, de tal forma que él se sienta seguro y cómodo con el dispositivo durante dicho proceso. Después se proponen diferentes estrategias de ascenso/descenso de escaleras con el objetivo de mejorar no solo el control sino que también el confort del usuario, lo cual es una ventaja importante con respecto a otros SCMSs. Además, se han propuesto dos nuevos esquemas de control, así como una técnica de optimización de trayectorias para mejorar el funcionamiento del SCMS durante el proceso de subir/bajar escaleras. Finalmente, se ha abordado el problema de control de seguimiento de las trayectorias de sillas de ruedas robóticas bajo la presencia de incertidumbres de modelado en el plano horizontal. Se propone un nuevo control que asegura la total compensación de la perturbación

Ecuaciones prácticas para resolver ejercicios de tiro parabólico

There will be an easy solution for solving fundamental problems of free-flight motion of a projectile? This is a basic question from which this paper starts. In this research five equations were obtained, that simply solves Two-Dimensional problems of free-flight motion of a projectile under a constant downward acceleration. Air Viscous Friction is not taken into account. These equations are obtained from the constant acceleration equations. Five problems of free-flight motion of a projectile were solved using those equations vs Classical Theory. Results show that there is a variation between them of 0.237%, which demonstrates the effectiveness of the proposed method.Esta investigación surge de la pregunta si habrá una forma directa de resolver ejercicios de tiro parabólico, el cual es un tema básico, pero, a la vez, complejo en cursos introductorios de física. Por esta razón, es importante conocer, comprender y analizar este tipo de fenómenos físicos. En este trabajo se obtuvo un conjunto de ecuaciones para resolver ejercicios de tiro parabólico en dos dimensiones de forma directa, para casos donde se considera una aceleración gravitacional constante y se desprecia la fuerza de rozamiento del aire. Estas ecuaciones son deducidas algebraicamente a partir de las ecuaciones generales del movimiento rectilíneo uniforme y uniformemente acelerado. Cinco tipos de ejercicios de tiro parabólico fueron resueltos empleando el método presentado en este trabajo y los métodos clásicos. Los resultados obtenidos muestran que la variación de su magnitud en todos los casos es menor a 0.372%, lo que demuestra la aceptable efectividad de la propuesta presentada