Design and Construction of an Upper Limb Movement Emulation System through Electromyography (EMG)

A continuación, se describe en detalle el diseño y construcción de un sistema de emulación de movimiento de miembro superior a través de electromiografía no invasiva y redes neuronales artificiales. Implementando señales electromiográficas captadas mediante electrodos ubicados en el brazo del usuario y refinadas por un sistema de acondicionamiento de señal EMG que a su vez se encarga de enviar dichos bio-potenciales a un arreglo de dispositivos de control, de clase Arduino, los cuales poseen un programa de redes neuronales entrenados previamente en Visual Studio 2012, utilizando patrones de movimiento extraídos y definidos gracias al uso de un osciloscopio EMG digital. En este sistema, según los niveles y modelo del patrón, el control de la prótesis activa cada uno de los actuadores (motoreductores) gracias a secuencias de movimiento anteriormente definidas.Next, the design and construction of an upper limb movement emulation system through non-invasive electromyography and artificial neural networks is described in detail. Implementing electromyographic signals captured by electrodes located in the user's arm and refined by an EMG signal conditioning system that in turn is responsible for sending obtained bio-potentials to an array of control devices, Arduino class, which possess a program of neural networks previously trained in Visual Studio 2012, using extracted and defined movement patterns thanks to the use of a digital EMG oscilloscope. In this system, depending on the levels and pattern model, the control of the prosthesis activates each one of the actuators (motor-reducers) thanks to previously defined movement sequences.Pregrad

A deep learning model to assess and enhance eye fundus image quality

Engineering aims to design, build, and implement solutions that will increase and/or improve the life quality of human beings. Likewise, from medicine, solutions are generated for the same purposes, enabling these two knowledge areas to converge for a common goal. With the thesis work “A Deep Learning Model to Assess and Enhance Eye Fundus Image Quality", a model was proposed and implement a model that allows us to evaluate and enhance the quality of fundus images, which contributes to improving the efficiency and effectiveness of a subsequent diagnosis based on these images. On the one hand, for the evaluation of these images, a model based on a lightweight convolutional neural network architecture was developed, termed as Mobile Fundus Quality Network (MFQ-Net). This model has approximately 90% fewer parameters than those of the latest generation. For its evaluation, the Kaggle public data set was used with two sets of quality annotations, binary (good and bad) and three classes (good, usable and bad) obtaining an accuracy of 0.911 and 0.856 in the binary mode and three classes respectively in the classification of the fundus image quality. On the other hand, a method was developed for eye fundus quality enhancement termed as Pix2Pix Fundus Oculi Quality Enhancement (P2P-FOQE). This method is based on three stages which are; pre-enhancement: for color adjustment, enhancement: with a Pix2Pix network (which is a Conditional Generative Adversarial Network) as the core of the method and post-enhancement: which is a CLAHE adjustment for contrast and detail enhancement. This method was evaluated on a subset of quality annotations for the Kaggle public database which was re-classified for three categories (good, usable, and poor) by a specialist from the Fundación Oftalmolóica Nacional. With this method, the quality of these images for the good class was improved by 72.33%. Likewise, the image quality improved from the bad class to the usable class, and from the bad class to the good class by 56.21% and 29.49% respectively.La ingeniería busca diseñar, construir e implementar soluciones que permitan aumentar y/o mejorar la calidad de vida de los seres humanos. Igualmente, desde la medicina son generadas soluciones con los mismos fines, posibilitando que estas dos áreas del conocimiento convergan por un bien común. Con el trabajo de tesis “A Deep Learning Model to Assess and Enhance Eye Fundus Image Quality”, se propuso e implementó un modelo que permite evaluar y mejorar la calidad de las imágenes de fondo de ojo, lo cual contribuye a mejorar la eficiencia y eficacia de un posterior diagnóstico basado en estas imágenes. Para la evaluación de estás imágenes, se desarrolló un modelo basado en una arquitectura de red neuronal convolucional ligera, la cual fue llamada Mobile Fundus Quality Network (MFQ-Net). Este modelo posee aproximadamente 90% menos parámetros que aquellos de última generación. Para su evaluación se utilizó el conjunto de datos públicos de Kaggle con dos sets de anotaciones de calidad, binario (buena y mala) y tres clases (buena, usable y mala) obteniendo en la tareas de clasificación de la calidad de la imagen de fondo de ojo una exactitud de 0.911 y 0.856 en la modalidad binaria y tres clases respectivamente. Por otra parte, se desarrolló un método el cual realiza una mejora de la calidad de imágenes de fondo de ojo llamado Pix2Pix Fundus Oculi Quality Enhacement (P2P-FOQE). Este método está basado en tres etapas las cuales son; premejora: para ajuste de color, mejora: con una red Pix2Pix (la cual es una Conditional Generative Adversarial Network) como núcleo del método y postmejora: la cual es un ajuste CLAHE para contraste y realce de detalles. Este método fue evaluado en un subconjunto de anotaciones de calidad para la base de datos pública de Kaggle el cual fue re clasificado por un especialista de la Fundación Oftalmológica Nacional para tres categorías (buena, usable y mala). Con este método fue mejorada la calidad de estas imágenes para la clase buena en un 72,33%. Así mismo, la calidad de imagen mejoró de la clase mala a la clase utilizable, y de la clase mala a clase buena en 56.21% y 29.49% respectivamente.Línea de investigación: Visión por computadora para análisis de imágenes médicasMaestrí

Interfaz RoboAct-pantalla multitáctil para interacción con el usuario en la creación de dramatizaciones de teatro robótico

En este trabajo de grado se diseñó y posteriormente se implementó en Java una aplicación, que se ejecuta en un computador, la cual que permite a al usuario (niños entre 9 y 14 años) configurar por medio de una interfaz gráfica, los elementos básicos para crear dramatizaciones de teatro robótico, tales como: escenarios, escenas, objetos virtuales, actores virtuales y reales (robots Quemes), trayectorias de desplazamiento para cada tipo de actor. En el documento se encuentra el proceso de diseño de la aplicación, así como sus aspectos claves para la realización de la programación. Contiene el código fuente y los respectivos anexos.In this final degree work an application was designed and later implemented in Java, which is executed in a Computer, and allows the user (children between 9 and 14 years old) to configure, through a graphic interface, the basic elements for create robotic theatre dramatizations, such as: scenarios, scenes, virtual objects, virtual and real actors (Quemes robots), trajectories of displacement for each type of actor. The document shows the process of designing the application, as well as its key aspects for programming. It contains the source code and the respective annexes.Ingeniero (a) ElectrónicoPregrad

Optical Implementation of 2 x 2 Universal Unitary Matrix Transformations

[EN] Unitary operations are a specific class of linear transformations that have become an essential ingredient for the realization of classical and quantum information processing. The ability of implementing any n-dimensional unitary signal transformation by using a reconfigurable optical hardware has recently led to the pioneering concept of programmable linear optical processor, whose basic building block (BB) must be correctly designed to guarantee that the whole system is able to perform nxn universal (i.e., arbitrary) unitary matrix transformations. Here, it is demonstrated that the present architectures of the BB do not fulfil the universal unitary property (at least) in 2x2 optical processors, limiting the number of unitary matrix transformations that may be generated. Aiming to solve this fundamental constraint, the theoretical tools required to analyze and design 2x2 universal unitary optical circuits and their corresponding BBs are presented. The consequences of this mathematical framework are explored, obtaining a simple route to implement different BB architectures, all of them guaranteeing a true universal unitary functionality in the resulting 2x2 optical processors. These findings may pave the way to revisit the design of high-dimensional unitary optical processors, unleashing the potential of programmable integrated photonics technology.This work was supported by the ERC-ADG-2016-741415 UMWP-Chip, ERC-POC-2019-859927 FPPAs, H2020-ICT-2019-021-871330 Neoteric, Generalitat Valenciana PROMETEO 2017/017 research excellency award, Infraestructuras FEDER IDIFEDER/2018/031, and the Spanish Juan de la Cierva Fellowship MICNN.Macho-Ortiz, A.; Pérez-López, D.; Capmany Francoy, J. (2021). Optical Implementation of 2 x 2 Universal Unitary Matrix Transformations. Laser & Photonics Review. 15(7):1-8. https://doi.org/10.1002/lpor.202000473S1815

Comparative analysis of actigraphy performance in healthy young subjects

Sleep-related health disorders are increasing worldwide; diagnosis and treatment of such sleep diseases are commonly invasive and sometimes unpractical or expensive. Actigraphy has been recently introduced as a tool for the study of sleep and circadian disorders; however, there are several devices that claim to be useful for research and have not been thoroughly tested. This comparative study provides activity, sleep and temperature information regarding several of the most commonly used actigraphers: Micro-Mini Motion Logger; Act Trust; Misfit Flash; Fitbit Flex & Thermochron. Twenty-two healthy young subjects were assessed with five different commercial actigraphs (Micro-Mini Motionlogger Watch, Condor Act Trust, MisFit Flash and Fitbit Flex) and a temperature recorder (Thermochron), and also completed a sleep diary for a week. There were not significant differences in the analysis of rest-activity pattern between devices. Temperature rhythm comparison between the Act Trust and the Thermochron showed significant differences in rhythm percentage (p<0.05) and mesor (p<0.0563) but not in amplitude or acrophase. Although data accessibility and ease of use was very different for the diverse devices, there were no significant differences for sleep onset, total sleep time and sleep efficiency recordings, where applicable. In conclusion, depending on the type of study and analysis desired (as well as cost and compliance of use), we propose some relative advantages for the different actigraphy/temperature recording devices.Fil: Bellone, Giannina J.. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Cronobiología; Argentina. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: Plano, Santiago Andrés. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Cronobiología; ArgentinaFil: Cardinali, Daniel Pedro. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: Pérez Chada, Roberto Daniel. Hospital Universitario Austral; ArgentinaFil: Vigo, Daniel Eduardo. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: Golombek, Diego Andrés. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Cronobiología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Composition and distribution of deep water crustaceans captured with traps in the maritime area of the department of Magdalena, colombian caribbean

Objetivo: Determinar la composición y distribución de los crustáceos de profundidad, capturados con nasas en las ecorregiones Magdalena (MAG), Tayrona (TAY) y Palomino (PAL) del área marina del departamento del Magdalena, Colombia. Alcance: Información base para el manejo de las especies de crustáceos de aguas profundas de potencial importancia comercial. Metodología: Se realizaron cuatro muestreos entre octubre y noviembre de 2016 en las tres ecorregiones, entre los 200 y 500 metros de profundidad, a bordo de un barco de pesca artesanal que utiliza nasas experimentales para la colecta de crustáceos. Se utilizó la prueba no paramétrica de Kruskal-Wallis para determinar diferencias entre las ecorregiones y los principales índices ecológicos (diversidad, riqueza, dominancia y equidad) para determinar la heterogeneidad de las especies. Principales resultados: Se capturaron 131 individuos, pertenecientes a 12 familias y 20 especies, de las cuales seis son de interés comercial en otros países. Las especies más abundantes fueron Achelous spinicarpus, Plesionika longipes y Heterocarpus ensifer, y las de mayor tamaño Eunephrops bairdii y el camarón Aristaeomorpha foliacea. Las ecorregiones Palomino y Tayrona presentaron una mayor similitud en cuanto a composición de especies, así como los mayores valores de diversidad, probablemente por la mayor productividad generada en estas áreas. La amplia distribución y abundancia de P. longipes reportada dentro de este estudio y estudios anteriores, permiten que la especie se pueda considerar como un recurso pesquero potencial para el Caribe colombiano. Conclusiones: Esta investigación provee información valiosa sobre la composición y distribución de los crustáceos de profundidad en el Caribe colombiano, susceptibles a ser aprovechados con métodos de pesca artesanal como las nasas. Sin embargo, se deben realizar más estudios, sobre la biología y ecología de las especies potenciales para la pesca, que permitan generar bases para un manejo sostenible bajo un enfoque ecosistémico.Objective: To determine the composition and distribution of deep water crustaceans captured with traps in the Magdalena (MAG), Tayrona (TAY) and Palomino (PAL) ecoregions in the maritime area of the Department of Magdalena, Colombia. Scope: Basic information for the management of deep water crustacean species of potential commercial importance. Methodology: Four samplings were conducted between October and November 2016 in the three ecoregions (MAG, TAY and PAL), between 200 and 500 meters depth, aboard an artisanal fishing boat that uses experimental fish traps for the collection of the crustaceans. Thenonparametric Kruskal-Wallis test was used to determine differences between the ecoregions and the main ecological rates (diversity, richness, dominance and equity) to determine the heterogeneity of the species. Main results: A total of 131 individuals were captured, belonging to 12 families and 20 species, of which six are of commercial interest in other countries. The most abundant species were Achelous spinicarpus, Plesionika longipes and Heterocarpus ensifer, and the larger ones were Eunephrops bairdii and shrimp A. foliacea. The Palomino and Tayrona ecoregions showed greater similarity in terms of species composition, as well as higher diversity values probably due to the higher productivity generated in these areas. The wide distribution and abundance of P. longipes reported here and in previous studies allow the species to be considered as a potential fishing resource for the Colombian Caribbean. Conclusions: This research provides valuable information on the composition and distribution of deep water crustaceans in the Colombian Caribbean which are susceptible to be exploited using artisanal fishing methods such as fish traps. However, more studies should be carried out on the biology and ecology of the potential fishing species which can generate the basis for sustainable management under an ecosystem approach

Estudio de viabilidad proyecto de producción de camarón

87 páginasLa evaluación y preparación de un proyecto es importante porque nos permite conocer la viabilidad y la sostenibilidad de un negocio una vez se implemente. El objetivo de este trabajo es evaluar y preparar un proyecto de un cultivo de camarón ubicado en Colombia, específicamente en la Costa Caribe. Este trabajo se realizará con las diferentes estrategias utilizadas en la evaluación y preparación de un proyecto. Tomando como base proyectos similares realizados en regiones donde se produzca camarón de la misma especie, haciendo un estudio sectorial con el uso de herramientas como las 5 Fuerzas de Porter, la Matriz Estratégica Jerárquica y el Análisis PESTEL; estudios de mercado realizando encuestas y entrevistas a expertos; estudios técnicos con ayuda de expertos para determinar el tamaño, la distribución y la localización de la planta, las inversiones necesarias en obras físicas, materias primas y en equipos y por último realizar el estudio financiero para poder concluir el estudio de factibilidad viendo si es viable o no realizar el proyecto deseado. El estudio financiero se basa en los datos recolectados en los demás estudios y se evalúa si es viable o no el proyecto. El resultado esperado para este proyecto es obtener un estudio de viabilidad que arroje los datos más precisos posibles tras la recolección y el estudio de los datos encontrados, además de los estudios hechos a lo largo del trabajo para así lograr tomar la mejor decisión, ya sea viable o no el proyecto.PregradoIngeniero(a) Administrativo(a

Desarrollo de una forma de onda GFDM con radio definida por software

In this paper the performance of a Generalized Frequency Division Multiplexing waveform is evaluated when compared to an Orthogonal Frequency Division Multiplexing signal. For the development of the previous waveforms, the GNU radio software and the Software Defined Radio (SDR) equipment USRP N210 are used. Through a spectrum analyzer the power of both waveforms are measured and the Out-of-Band Radiation is analyzed. Then, the results obtained are compared and the advantages and disadvantages of the implementation of GFDM as a waveform within the fifth generation systems are exposed.En este documento se evalúa el desempeño de una forma de onda GFDM (Generalized Frequency Division Multiplexing) que es comparada con una señal OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Para el desarrollo de las anteriores formas de onda se utilizan el software GNU radio y los equipos de Radio Definida por Software (SDR) USRP N210. Mediante un analizador de espectros se mide la potencia de ambas formas de onda y se analiza la Radiación Fuera de Banda (OOB). Luego, se comparan los resultados obtenidos y se exponen las ventajas e inconvenientes de la implementación de GFDM como forma de onda dentro de los sistemas de quinta generación

Towards early detection model for gentrification risk. (RE)Programa.

El marco normativo español y autonómico respecto al espacio residencial, se ha venido orientando en los últimos años al fomento de la rehabilitación y la regeneración urbana. Pero bajo la acción rehabilitadora, y sobre los incentivos que la misma genera, se han venido detectando tensiones en el mercado inmobiliario que han apuntado a localizaciones en las que confluyen coyunturas de índole diversa, desde las física, relativas a un parque residencial obsolescente hasta las demográficas pasando por las propias de la situación socioeconómica. Desde (Re) Programa, proyecto de investigación financiado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) de la Unión Europea a través de la agencia de obra pública de la conserjería de fomento y vivienda de la Junta de Andalucía, se ha venido trabajando en el diseño de herramientas y estrategias de gestión que permitan a colectivos sociales en situación de vulnerabilidad física y económica a cometer obras de rehabilitación de espacios arquitectónicos y urbanos limitando los impactos negativos. En el marco de (Re) Programa nuestra misión se centró en el desarrollo de instrumentos y metodologías para la detección temprana de posibles prácticas especulativas, en especial las que como consecuencia podían llevar asociados fenómenos de gentrificación. El trabajo con datos arrojados directamente por el mercado de la vivienda, a través de portales web inmobiliarios, tratados de forma sistemática, nos ha ayudado a elaborar un modelo predictivo basado en el uso de herramientas geo estadísticas, una "topografía de precios".Regarding housing space, national and regional regulatory framework has been oriented to the promotion of rehabilitation and urban regeneration in the last years. That is why, under rehabilitation action, and, on the incentives and needs that it generates, tensions have been detected in the housing market. These tensions have pointed to locations in which various junctures converge, from physical, related to a residential park obsolescenct, until demographic things throught those related to a socio-economic situation. From {Re} Programa, research project funded by the European Regional Development Fund (FEDER) of the European Union through the Agency of Public Works of the Ministry of Development and Housing of the Andalusian Government, we have been working on the design of tools and management strategies that allow social groups in a situation of physical and economic vulnerability to undertake rehabilitation and adaptation of architectural and urban spaces limiting negative impacts. In the framework of de {Re} Programa, our mission focused on the development of instruments and methodologies for the early detection of possible speculative practices, especially those that could lead to associated gentrification phenomena. Working with data obtained directly from the housing market, through web portals, treated systematically, has helped us to develop a predictive model based on the use of non-deterministic geostatistical tools to generate a "topography of prices"Vicerrectorado de relaciones institucionales de la Universidad de Sevill

Ventajas y desventajas del trabajo en casa y su relación con la seguridad y salud en el trabajo en las áreas administrativas en Colombia

El trabajo remoto es una modalidad de trabajo cuya adaptación en el mundo ha sido lenta, debido a múltiples obstáculos tanto administrativos, como del personal y de infraestructura, especialmente en los países menos desarrollados; no obstante, tras la crisis sanitaria del 2020, la mayoría de la humanidad se vio en la necesidad de asumir esta nueva forma de trabajo durante un amplio lapso de tiempo, para así proteger su derecho al trabajo. En Colombia la figura del teletrabajo ya se encontraba debidamente regulada, aunque carecía de la posibilidad para ofrecer cobertura a todos estos nuevos empleados, ya que el mismo Decreto Reglamentario Único del Sector del Trabajo, prohibía reconocer a los empleados que se desempeñan temporalmente fuera de las instalaciones de su empresa. Frente a este problema es que surge el Decreto 649 de 2022, por medio del cual se creó la figura del trabajo en casa, una modalidad de teletrabajo temporal, para aquellos empleados presenciales que se vieron desplazados de sus lugares de trabajo por circunstancias fuera de su control; con lo cual, fue posible visibilizar las necesidades de muchos ciudadanos que se enfrentan a este tipo de problemas a un nivel personal y que requieren poder acceder a esta posibilidad de trabajo para poder proteger su puesto. De este modo, el objetivo principal de este artículo de reflexión fue determinar las ventajas y desventajas del Decreto 649, para ello, se utilizó una metodología de enfoque cualitativo y de tipo descriptivo.Remote work is a work modality whose adaptation in the world has been slow, due to multiple administrative, personnel and infrastructure obstacles, especially in less developed countries; However, after the health crisis of 2020, the majority of humanity found it necessary to assume this new form of work for a long period of time, in order to protect their right to work. In Colombia, the figure of teleworking was already duly regulated, although it lacked the possibility to offer coverage to all these new employees, since the same Single Regulatory Decree of the Labor Sector prohibited recognizing employees who work temporarily outside the facilities of your company. Faced with this problem, Decree 649 of 2022 arises, through which the figure of work at home was created, a form of temporary teleworking, for those face-to-face employees who were displaced from their workplaces due to circumstances outside their control; with which, it was possible to make visible the needs of many citizens who face this type of problem on a personal level and who need to be able to access this job possibility in order to protect their position. In this way, the main objective of this reflection article was to determine the advantages and disadvantages of Decree 649, for this, a qualitative and descriptive methodology was used. To all the above, this article questions the viability of this new regime from the point of view of safety and health at work, so it makes a comparison between this regime and that of the conventional teleworker, in order to check if one is superior to the other in these terms