Medición de signos vitales mediante técnicas de visión artificial

En esta tesis, se presenta el desarrollo de un sistema de medición de signos vitales, mediante la aplicación de técnicas de visión artificial. Para lo cual, se detalla una revisión sistemática sobre la supervisión de signos vitales. Se analizan los aspectos y conceptos relevantes para la medición de signos vitales a través de técnicas de visión artificial. Además, se identifica los puntos débiles que existen en los sistemas de medición actuales basados en técnicas de visión artificial. En función de esto, se desarrollan mejoras y posibles soluciones para optimizar las mediciones. Finalmente, se detalla un sistema que permite medir mediante técnicas de visión artificial y sin contacto: la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria, la saturación de oxígeno y la temperatura corporal. El mismo, es evaluado frente a sistemas clásicos de medición y a sistemas existentes de medición que funcionan por imagen fotopletismografía. Finalmente, se implementa el sistema dentro del framework conocido como ROS, lo que le permite funcionar en robots.In this thesis, we describe the development of a vital sign measurement system through the application of artificial vision techniques. As a first step, a systematic review of the vital signs supervision is detailed. The relevant aspects and concepts for the measurement of vital signs through artificial vision techniques are analyzed as well. In addition, the weak points of current measurement systems based on techniques of artificial vision are identified. Based on these, we developed some solutions and improvements to optimize the measurements. Finally, the thesis presents the description of the proposed system that allows to measure by means of techniques of computer vision and without contact: the heart rate, the respiratory rate, the saturation of oxygen and the corporal temperature. This system is evaluated against classical measurement systems and existing measuring systems that work by photoplethysmography. Finally, the system is implemented within the framework known as ROS which allows it to work in robots.Programa Oficial de Doctorado en Ingeniería Eléctrica, Electrónica y AutomáticaPresidente: José María Sebastián y Zúñiga.- Secretario: Fares Jawad Abu-Dakka.- Vocal: Pedro Guerra Lópe

Developing a socially-aware robot assistant for delivery tasks

This is a post-peer-review, pre-copyedit version of an article published in Applied Technologies. The final authenticated version is available online at: http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-42520-3_42This paper discusses about elements to be considered for developing a Service Robot that performs its task in a social environment. Due to the social focus of the service, not only technical considerations are demanded in order to accomplish with the task, but also the acceptance of use for the people, who interact with all of them. As our particular research topic, we establish a taxonomy to determine the framework for the development of socially-aware robot assistants for serving tasks such as deliveries. This is a general approach to be considered for any service robot being implemented in a social context. This article presents several previous cases of the implementation of service mobile robots, their analysis and the motivation of how to solve their acceptance and use by people. Therefore, under this approach it is very important not to generate false expectations about the capabilities of the robot, because as it is explained in the state of the art analysis that very high unsatisfied expectations lead to leaving the robot unused....Peer ReviewedPostprint (published version

Clasificación y conteo vehícular mediante análisis de imágenes.

This work proposes an algorithm capable of analyzing a video sample (recording) or video in real-time of vehicular traffic, the final model is capable of differentiating, classifying, and counting 3 types of vehicles using fundamental concepts of artificial intelligence and computer vision, with open-source libraries; TensorFlow for the artificial intelligence and OpenCV for the computer vision. The methodology used can be fundamentally separated into three steps; data acquisition (creating an own database with models of vehicles that travel in the points of the city used for this project), the development of the network (based on a network model known as AlexNet, a convolutional neural network widely used in projects for image classification with proven and reliable results) and finally the information processing (with a final subroutine, through which the images of moving objects detected in the video are extracted to count later and classify them according to type). The results obtained are above ninety percent effective if contrasted with manual methodologies, these results have been analyzed in different cases separated by time: in the morning, in the afternoon, and at night; where even though the luminosity and the vehicular flow change, it is concluded that the model is robust and can be taken to production in the private or public industry.Este trabajo propone un algoritmo capaz de analizar una muestra de video (grabación) o video en tiempo real del tránsito vehicular, el modelo final es capaz de diferenciar, clasificar y contar 3 tipos de vehículos utilizando conceptos fundamentales de inteligencia artificial y visión por computadora, con bibliotecas de código abierto; TensorFlow para la inteligencia artificial y OpenCV para la visión artificial. La metodología utilizada puede dividirse fundamentalmente en tres pasos; adquisición de datos (creando una base de datos propia con modelos de vehículos que transitan en los puntos de la ciudad utilizados para este proyecto), el desarrollo de la red (basado en un modelo de red conocido como AlexNet, una red neuronal convolucional muy utilizada en proyectos de imagen clasificación con resultados probados y confiables) y finalmente el procesamiento de la información (con una subrutina final, a través de la cual se extraen las imágenes de objetos en movimiento detectados en el video para luego contarlos y clasificarlos según su tipo). Los resultados obtenidos superan el noventa por ciento de efectividad si se contrastan con metodologías manuales, estos resultados han sido analizados en diferentes casos separados por horarios: por la mañana, por la tarde y por la noche; donde a pesar de que cambia la luminosidad y el flujo vehicular, se concluye que el modelo es robusto y puede ser llevado a producción en la industria privada o pública

Uso de Inteligencia artificial y Drones para el diseño de redes eléctricas.

Currently, the personnel, time, and economic resources involved in carrying out the correct design of electrical distribution networks are high, especially in countries with mountainous topography and a changing urban landscape. For this reason, the development of a method and a tool is presented to optimize the design of the electrical energy distribution network of the electrical company Centrosur C.A. The proposed methodology involves the use of drones for the generation of orthomaps, these provide a visual and precision aid when designing distribution networks. This initiative also involves the development of an AI (artificial intelligence) algorithm, which makes it possible to recognize medium voltage constructions to obtain a breakdown of materials from the distribution network that exists automatically and in a limited time. The methodology was applied to 3 electrical network designs in the concession area of Centrosur C.A., with a cumulative length of 8 km and 73 electrical poles. Of which, the artificial intelligence algorithm managed to detect 55% successfully, so it was concluded that image categorization algorithms do not offer reliable results when detecting medium voltage constructions. However, the use of orthophotos presented enormous benefits when designing the projected network, allowing to take into account land resources such as vegetation and houses. The use of this methodology allowed for minimizing by 33% the time required for the design of the electrical networks analyzed.En la actualidad, los recursos de personal, de tiempo y económicos que implica realizar el diseño correcto de redes eléctricas de distribución es elevado, sobre todo en países en los cuales se cuenta con una topografía montañosa y con un paisaje urbanístico cambiante. Por lo mismo, se presenta el desarrollo de un método y una herramienta para optimizar el diseño de la red de distribución de energía eléctrica de la Empresa Eléctrica Regional Centrosur C.A. La metodología propuesta involucra el uso de drones para la generación de ortomapas, estos proporcionan una ayuda visual y de precisión al momento de realizar diseños de redes de distribución. La presente iniciativa además implica el desarrollo de un algoritmo de IA (inteligencia artificial), que posibilite reconocer las construcciones de medio voltaje para obtener un desglose de materiales de la red de repartición que existe de manera automática y en tiempo limitado. La metodología se aplicó a 3 diseños de redes eléctricos del área de concesión de la Centrosur C.A., con una longitud acumulada de 8 km y 73 postes existentes. De los cuales, el algoritmo de inteligencia artificial logró detectar exitosamente el 55%, por lo que se concluyó que los algoritmos de categorización de imágenes no ofrecen resultados confiables al instante de detectar construcciones de medio voltaje. Sin embargo, la utilización de las ortofotos presentó enormes beneficios al instante de hacer el diseño de la red proyectada, permitiendo tener en cuenta recursos del terreno como vegetación y viviendas. La utilización de esta metodología permitió minimizar en un 33% el tiempo requerido para el diseño de las redes eléctricas analizadas

Remote operation of CeCi social robot

This paper presents a validation methodology for a remote system with its objective focused on a social robot. The research process starts with the customization of an application for smartphones, achieving a simple method of connection and attachment to the robot. This customization allows remote operation of the robot’s movements and an additional level of autonomy for the displacements in previously known locations. One of several teleoperations methods is the direct teleoperations method, which is used in master–slave control mode via a wireless network. Next, the article focuses on proposing a validation methodology for social robot applications design. Under this approach, two tests are performed to validate the designed application. The first one seeks to find the response speed of the communication between the robot and the mobile device wherein 10 devices with different characteristics and capabilities are used. This test is critical since a delay outside the allowable range invalidates the use of the application. The second test measures the application’s usability through a user survey, which allows for determining the preferences that people may have when using this type of application. This second test is essential to consider the overall acceptability of the social robot.Peer ReviewedPostprint (published version

Medición de oximetría de pulso mediante imagen fotopletismográfica

[Resumen] El presente método permite realizar la medición de la oximetría de pulso sin contacto por la técnica de imagen fotopletismográfica (FPGI). El filtro de Kalman se usa para reducir las frecuencias bajas de las señales FPGI. El método tiene características que lo convierten en una innovación en el campo. El paciente no tiene ningún contacto con el dispositivo de medición, y el algoritmo desarrollado tiene un requerimiento computacional bajo. Además, el método tiene una alta tolerancia a los artefactos. El enfoque analiza señales pletismográficas recogidas a través de una cámara de color estándar para estimar la oximetría de pulso. Los promedios de cada trama par e impar crean dos señales. Cada trama está sincronizada con una iluminación multiplexada de longitud de onda específica 640 y 950 nm respectivamente. El presente estudio ha obtenido una buena estimación de la oximetría de pulso para diez sujetos. El análisis de Bland-Altman muestra una fuerte correlación entre un sistema estándar y la medición FPGI

SISTEMAS FOTOVOLTAICOS EN SECTORES DEL ECUADOR CON DIFÍCIL ACCESO Y/O DESPROVISTOS DE SERVICIO ELÉCTRICO: UN ESTUDIO DESDE LAS EXPERIENCIAS LATINOAMERICANAS

La investigación analizó la implementación de energía solar fotovoltaica en sectores del Ecuador con difícil acceso y/o desprovistos de servicio eléctrico, con énfasis en la amazonia ecuatoriana, basado en experiencias de países Latinoamericanos. La metodología tuvo un nivel de alcance exploratorio y descriptivo, con enfoque cualicuantitativo, no experimental de corte transversal; su enfoque cualitativo respondió a una revisión sistemática y su enfoque cuantitativo a un estudio basado en metaanálisis, de la aplicación de criterios de inclusión se obtuvo un total de 103 trabajos investigativos, cantidad reducida a 56 con la aplicación de criterios de exclusión; clasificada la información, 32 resultaron idóneos para el proceso descriptivo de revisión sistemática y 24 para metaanálisis. Al finalizar la investigación se determinó que la implementación de energía solar fotovoltaica en sectores de difícil acceso y/o desprovistos de servicio eléctrico financieramente no es viable en sectores rurales e incluso urbanos, ya que la vida útil de los paneles solares oscila entre los 10 a 25 años y la recuperación de inversión se proyecta a largo plazo (10 años), implicando con ello elevados costos y un elevado riesgo para inversionistas y el estado; por otro lado, las condiciones geofísicas de la región amazónica del Ecuador es idónea para su implantación; sin embargo, la falta de políticas públicas e incentivos que impulsen el cambio de matriz energética y consecuentemente la implementación de este y otros sistemas de energía renovable no ha sido efectivo. Por otro lado, la evaluación de impacto ambiental refleja resultados positivos, pues su implementación reduciría los niveles de contaminación y alinearía al país eficientemente a los objetivos de desarrollo sostenible (Agenda 2030)

Role of age and comorbidities in mortality of patients with infective endocarditis

[Purpose]: The aim of this study was to analyse the characteristics of patients with IE in three groups of age and to assess the ability of age and the Charlson Comorbidity Index (CCI) to predict mortality. [Methods]: Prospective cohort study of all patients with IE included in the GAMES Spanish database between 2008 and 2015.Patients were stratified into three age groups:<65 years,65 to 80 years,and ≥ 80 years.The area under the receiver-operating characteristic (AUROC) curve was calculated to quantify the diagnostic accuracy of the CCI to predict mortality risk. [Results]: A total of 3120 patients with IE (1327 < 65 years;1291 65-80 years;502 ≥ 80 years) were enrolled.Fever and heart failure were the most common presentations of IE, with no differences among age groups.Patients ≥80 years who underwent surgery were significantly lower compared with other age groups (14.3%,65 years; 20.5%,65-79 years; 31.3%,≥80 years). In-hospital mortality was lower in the <65-year group (20.3%,<65 years;30.1%,65-79 years;34.7%,≥80 years;p < 0.001) as well as 1-year mortality (3.2%, <65 years; 5.5%, 65-80 years;7.6%,≥80 years; p = 0.003).Independent predictors of mortality were age ≥ 80 years (hazard ratio [HR]:2.78;95% confidence interval [CI]:2.32–3.34), CCI ≥ 3 (HR:1.62; 95% CI:1.39–1.88),and non-performed surgery (HR:1.64;95% CI:11.16–1.58).When the three age groups were compared,the AUROC curve for CCI was significantly larger for patients aged <65 years(p < 0.001) for both in-hospital and 1-year mortality. [Conclusion]: There were no differences in the clinical presentation of IE between the groups. Age ≥ 80 years, high comorbidity (measured by CCI),and non-performance of surgery were independent predictors of mortality in patients with IE.CCI could help to identify those patients with IE and surgical indication who present a lower risk of in-hospital and 1-year mortality after surgery, especially in the <65-year group

5to. Congreso Internacional de Ciencia, Tecnología e Innovación para la Sociedad. Memoria académica

El V Congreso Internacional de Ciencia, Tecnología e Innovación para la Sociedad, CITIS 2019, realizado del 6 al 8 de febrero de 2019 y organizado por la Universidad Politécnica Salesiana, ofreció a la comunidad académica nacional e internacional una plataforma de comunicación unificada, dirigida a cubrir los problemas teóricos y prácticos de mayor impacto en la sociedad moderna desde la ingeniería. En esta edición, dedicada a los 25 años de vida de la UPS, los ejes temáticos estuvieron relacionados con la aplicación de la ciencia, el desarrollo tecnológico y la innovación en cinco pilares fundamentales de nuestra sociedad: la industria, la movilidad, la sostenibilidad ambiental, la información y las telecomunicaciones. El comité científico estuvo conformado formado por 48 investigadores procedentes de diez países: España, Reino Unido, Italia, Bélgica, México, Venezuela, Colombia, Brasil, Estados Unidos y Ecuador. Fueron recibidas un centenar de contribuciones, de las cuales 39 fueron aprobadas en forma de ponencias y 15 en formato poster. Estas contribuciones fueron presentadas de forma oral ante toda la comunidad académica que se dio cita en el Congreso, quienes desde el aula magna, el auditorio y la sala de usos múltiples de la Universidad Politécnica Salesiana, cumplieron respetuosamente la responsabilidad de representar a toda la sociedad en la revisión, aceptación y validación del conocimiento nuevo que fue presentado en cada exposición por los investigadores. Paralelo a las sesiones técnicas, el Congreso contó con espacios de presentación de posters científicos y cinco workshops en temáticas de vanguardia que cautivaron la atención de nuestros docentes y estudiantes. También en el marco del evento se impartieron un total de ocho conferencias magistrales en temas tan actuales como la gestión del conocimiento en la universidad-ecosistema, los retos y oportunidades de la industria 4.0, los avances de la investigación básica y aplicada en mecatrónica para el estudio de robots de nueva generación, la optimización en ingeniería con técnicas multi-objetivo, el desarrollo de las redes avanzadas en Latinoamérica y los mundos, la contaminación del aire debido al tránsito vehicular, el radón y los riesgos que representa este gas radiactivo para la salud humana, entre otros

Anafilaxia en niños y adultos: prevención, diagnóstico y tratamiento

La anafilaxia es una condición que requiere asistencia inmediata para su resolución, se puede presentar en diferentes entornos: consultorio, hospital, escuela, hogar o en algún otro espacio público. La información aquí contenida forma parte de lineamientos conocidos sobre prevención, diagnóstico y tratamiento. Se abordan aspectos epidemiológicos, desencadenantes, factores de riesgo y cofactores; se explican de una manera didáctica los mecanismos fisiopatológicos que se traducen en fenotipos de presentación. Se enfatiza el diagnóstico clínico con base en criterios ya establecidos, se mencionan clasificaciones para evaluar la gravedad de la reacción, así como el rol de las pruebas clínicas o de laboratorio. Como aspectos de relevancia, se abordan el tratamiento de primera elección con adrenalina, instrucciones sobre autoinyectores y diferentes elementos para el tratamiento complementario y de segunda elección. También se refieren aspectos a considerar al dar de alta a un paciente y medidas de seguimiento, con un énfasis preventivo en la comunidad. Finalmente, se menciona el abordaje en el consultorio de alergia para decidir sobre opciones de inmunomodulación. ABSTRACT Anaphylaxis is a condition that requires immediate assistance for its resolution, it can occur in different settings: office, hospital, school, home or some other public space. The information contained herein forms part of known guidelines on prevention, diagnosis and treatment. Epidemiological aspects, triggers, risk factors and co-factors are addressed; physiopathological mechanisms that are translated into presentation phenotypes are explained in a didactic way. Clinical diagnosis is emphasized based on established criteria, classifications are mentioned to evaluate the severity of the reaction, as well as the role of clinical or laboratory tests. As relevant aspects, the first choice treatment with adrenaline, instructions on auto-injectors and different elements for the complementary and second choice treatment are dealt with. They also refer to aspects to consider when discharging a patient and followup measures, with a preventive emphasis on the community. Finally, the allergy clinic approach to deciding on immunomodulation options is mentione