Development of control algorithms for mobile robotics focused on their potential use for FPGA-based robots

This paper investigates the development and optimization of control algorithms for mobile robotics, with a keen focus on their implementation in Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs). It delves into both classical control approaches such as PID and modern techniques including deep learning, addressing their application in sectors ranging from industrial automation to medical care. The study highlights the practical challenges and advancements in embedding these algorithms into FPGAs, which offer significant benefits for mobile robotics due to their high-speed processing and parallel computation capabilities. Through an analysis of various control strategies, the paper showcases the improvements in robot performance, particularly in navigation and obstacle avoidance. It emphasizes the critical role of FPGAs in enhancing the efficiency and adaptability of control algorithms in dynamic environments. Additionally, the research discusses the difficulties in benchmarking and evaluating the performance of these algorithms in real-world applications, suggesting a need for standardized evaluation criteria. The contribution of this work lies in its comprehensive examination of control algorithms' potential in FPGA-based mobile robotics, offering insights into future research directions for improving robotic autonomy and operational efficiency.Comment: 10 pages, 1 figur

Physical visualization of math concepts using Lego Mindstorms

Educational robotics has become one of the most effective methods to teach STEM concepts in a practical and didactic way at all educational level. In this context, the LEGO Mindstorms robotic platforms have been widely used due to their versatility ease of use and modularity. Despite this, most of the papers focus on K-12 and undergraduate levels, with little information reported in the literature about educational experiences at the graduate level. This article deals with the use of educational robotics for the teaching of mathematical concepts at the graduate level, and more specifically on the physical visualization of metrics (Euclidean, Taxicab, and Infinity), and the convergence of Cauchy sequence using a mobile robots LEGO Mindstorms NXT. The educational experience was applied to a group of graduate students who offered good comments on this type of educational activity and its usefulness to understand the mathematical concepts addressed. It was observed that this type of educational experiences motivates students to use mathematical concepts in interdisciplinary problems and encourages them to understand their functionality and application in the real worldPeer Reviewe

Development of SoPC architecture for FPGA-based mobile robot

In the context of the rapid progress in the field of mobile robotics, the need for efficient systems with high embedded processing power has emerged as a fundamental challenge. This paper addresses this issue by using FPGAs, devices underutilized in the literature for the development of architectures with H/S (hardware/software) co-design in mobile robots. The suitability of FPGAs for this purpose is highlighted, as they offer a balance between efficiency and low power consumption. The paper focuses on the implementation of a SoPC (System on Programmable Chip) based architecture designed specifically for an FPGA-based differential drive mobile robot. The most relevant aspects of the design are presented by means of diagrams illustrating the layout and interconnection of key components. The practical implementation of this architecture was carried out on a mobile robot whose processing unit is a DE0 Nano development board equipped with a Cyclone® IV FPGA. The results obtained reveal a successful behavior of the architecture in terms of interfacing with sensors, actuators, and data processing. The efficiency of the design is reflected in the balanced occupation of resources in the FPGA, highlighting the 67% of logical area still available for future implementations of modules for hardware acceleration. This paper demonstrates the feasibility and efficiency of FPGAs in the design of advanced architectures for mobile robots, providing a solid foundation for future research and development in the field of robotics.En el contexto del rápido avance en el campo de la robótica móvil, la necesidad de sistemas eficientes y con alto poder de procesamiento embebido ha surgido como un desafío fundamental. En este artículo se aborda dicha problemática mediante el uso de FPGAs, dispositivos subutilizados en la literatura para el desarrollo de arquitecturas con co-diseño H/S (hardware/software) en robots móviles. Se destaca la idoneidad de las FPGAs para este propósito, ya que ofrecen un equilibrio entre eficiencia y bajo consumo de energía. El artículo se centra en la implementación de una arquitectura basada en SoPC (System on Programmable Chip) diseñada específicamente para un robot móvil de tracción diferencial basado en FPGA. Los aspectos más relevantes del diseño se presentan mediante diagramas que ilustran la disposición y la interconexión de los componentes clave. La implementación práctica de esta arquitectura se llevó a cabo en un robot móvil cuya unidad de procesamiento es una tarjeta de desarrollo DE0 Nano equipada con una FPGA Cyclone® IV. Los resultados obtenidos revelan un comportamiento exitoso de la arquitectura en términos de interfaz con sensores, actuadores y procesamiento de datos. La eficiencia del diseño se refleja en la ocupación equilibrada de recursos en la FPGA, destacando el 67% de área lógica aún disponible para futuras implementaciones de módulos para aceleración de hardware. Este artículo demuestra la viabilidad y eficacia de las FPGAs en el diseño de arquitecturas avanzadas para robots móviles, proporcionando una base sólida para futuras investigaciones y desarrollos en el campo de la robótica

Effect of the concentration of magnetite on the structure, electrical and magnetic properties of a polyester resin-based composite

Se reporta el efecto de la concentración de polvos de magnetita (Fe3O4) sobre las propiedades eléctricas y magnéticas de un material compuesto a base de resina de poliéster termoestable. Las muestras se elaboraron mediante el método de colado manual en concentraciones de: 60-40, 70-30, 80-20, 90-10 y 100-0 (% en peso), donde la fase mayoritaria es la resina y la minoritaria los óxidos de Fe3O4. La estructura cristalina se estudió usando la técnica de difracción de rayos X y la caracterización superficial tuvo lugar a través de la técnica de microscopía electrónica de barrido. Se midió la respuesta eléctrica por medio de curvas de polarización eléctrica en función del campo eléctrico y de resistividad eléctrica volumétrica a través de un electrómetro. La respuesta magnética se determinó mediante curvas de magnetización en función de la intensidad de campo magnético aplicado y en función de la temperatura. El análisis estructural indica que el porcentaje de cristalinidad aumenta a medida que se adiciona la concentración de Fe3O4 a las muestras. La caracterización eléctrica del material evidencia que la resistividad volumétrica disminuye con el incremento de magnetita, mostrando una transición aislante-conductor, con valores de la constante dieléctrica cada vez mayores. La caracterización magnética evidencia un aumento lineal de la magnetización de saturación y del momento magnético en función de la cantidad de magnetita adicionada a la matriz polimérica, mientras que la coercitividad evidencia comportamientos de materiales magnéticos blandos tanto en T˃TV como en T<TV, donde TV representa la temperatura de Verwey.This study reports the effect of the concentration of magnetite powders (Fe3O4) on the electrical and magnetic properties of a resin-based composite of thermoset polyester. The samples were prepared by the casting method at different concentrations: 60-40, 70-30, 80-20, 90-10 and 100-0 (% in weight), where the primary phase was resin and the secondary, Fe3O4 powders. The crystalline structure was studied using X-ray diffraction and surface characterization was carried out applying the scanning electron microscopy technique. The electrical response was measured by electric polarization curves as a function of the electric field; and the volumetric electrical resistivity, by an electrometer. The magnetic response was determined by magnetization curves as a function of temperature and intensity of the applied magnetic field. The structural analysis indicates that crystallinity increases as higher concentrations of Fe3O4 are added to the samples. The electrical characterization of the material reveals that the volumetric resistivity decreases as the content of magnetite increases. These reactions indicate an insulation-conductor transition with increasing dielectric constant values. The magnetic characterization presents a linear increase of the saturation of magnetization and magnetic moment as a function of the amount of magnetite added to the polymer matrix, whereas the coercivity shows behaviors of soft magnetic materials for T ˃ Tv and for T < Tv, where Tv represents the temperature of Verwey

Revista Colombiana de Computación. Volumen 7 Número 2 Diciembre de 2006

Tenemos la satisfacción de presentar a la comunidad académica el último número del año 2006 de la Revista Colombiana de Computación. Continuamos recibiendo artículos de diferentes países del mundo, de gran calidad, como los que se publican en este número.We are pleased to present to the academic community the last issue of 2006 of the Revista Colombiana de Computación. We continue to receive articles from different countries around the world, of great quality, such as those published in this issue

El Castru (Vigaña, Balmonte de Miranda, Asturias): un pequeño poblado fortificado de las montañas occidentales cantábricas durante la Edad del Hierro

p. 211-237Este artículo presenta los datos arqueológicos recuperados en las excavaciones del poblado castreño de El Castru, en Vigaña (Balmonte de Miranda, Asturias) realizadas en 2012 y 2013. Dicho yacimiento constituye un buen ejemplo de los pequeños castros de la Edad del Hierro en las montañas del área occidental cantábrica. Por ello, el análisis de las informaciones obtenidas y su contextualización a escala regional ofrecen interesantes aportaciones al debate sobre las formas de poblamiento y subsistencia adoptadas por las comunidades del I milenio a.C. en el Noroeste ibérico.S

El turismo sostenible en Colombia: retos y oportunidades de desarrollo

Contiene: Capitulo 1. Turismo sostenible como herramienta de reducción de la pobreza: enseñanzas para los países de América Latina y el Caribe / Jenny Paola Danna-Buitrago, Rémi Stellian, Andrés Fernando Garzón Garzón, David Velandia Ayala -- Capitulo 2. Del turismo de masas al turismo sostenible: hacia un enfoque integrativo del turismo comunitario / Jenny Paola Danna-Buitrago, Rosalía Burgos Doria, Álvaro Luis Mercado Suárez -- Capitulo 3. Contribución del turismo comunitario integrativo en el desarrollo sostenible de las comunidades: algunos casos de éxito / Jenny Paola Danna-Buitrago, Rosalía Burgos Doria, Laura Fabiola Álvarez, María Andreína Moros Ochoa -- Capitulo 4. Turismo en Colombia durante el conflicto armado y oportunidades para la implementación del turismo comunitario integrativo en el posconflicto / Melva Inés Gómez-Caicedo, Adriana Milena Gasca Cardozo, Pedro Nel Páez Pérez -- Capitulo 5. La innovación en la calidad del servicio como elemento de sostenibilidad en el sector turístico. Caso de estudio en hoteles de Bogotá / María Andreína Moros Ochoa, Gilmer Yovanni Castro Nieto, Mercedes Gaitán Angulo, Pedro Nel Páez PérezFundación Universitaria Los Libertadore

Monitorización y seguimiento del esfuerzo realizado por los estudiantes y de su asistencia a actividades presenciales

Este artículo documenta el planteamiento, la metodología y los primeros resultados de un plan de monitorización detallada del esfuerzo y de asistencia a actividades presenciales por parte de los estudiantes de las titulaciones ofertadas por la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Navales de la Universidad Politécnica de Madrid durante el segundo cuatrimestre del curso 2011-2012. Se ha establecido un sistema mecánico de recogida de datos de esfuerzo por parte de los estudiantes utilizando una hoja tipo test especialmente configurada al efecto. Se pasa una hoja en todas y cada una de las actividades presenciales realizadas y en la hoja se solicita información sobre el trabajo "fuera de clase". Se documenta en este artículo cómo se ha estructurado esa hoja, qué tipo de datos se recogen, cómo se tratan mediante una base de datos creada al efecto, qué tipo de análisis se puede realizar y qué resultados preliminares obtenemos de dichos análisis

Feasibility and short-term outcomes in liver-first approach: a Spanish snapshot study (the RENACI project)

Producción CientíficaSimple Summary: Current evidence does not provide enough information for selecting a tailored approach pathway in patients with colorectal cancer and synchronous liver metastases. There are no randomized clinical trials or prospective series comparing the classical approach with the liver-first approach. In addition, information on the proportion of patients who actually complete the therapeutic regimen is limited. The RENACI Project was a prospective National Registry performed on patients with colorectal cancer and synchronous liver metastases undergoing the liver-first approach. This study aimed to present the data of feasibility and short-term outcomes of the Spanish National Registry of Liver First Approach (the RENACI Project).(1) Background: The liver-first approach may be indicated for colorectal cancer patients with synchronous liver metastases to whom preoperative chemotherapy opens a potential window in which liver resection may be undertaken. This study aims to present the data of feasibility and short-term outcomes in the liver-first approach. (2) Methods: A prospective observational study was performed in Spanish hospitals that had a medium/high-volume of HPB surgeries from 1 June 2019 to 31 August 2020. (3) Results: In total, 40 hospitals participated, including a total of 2288 hepatectomies, 1350 for colorectal liver metastases, 150 of them (11.1%) using the liver-first approach, 63 (42.0%) in hospitals performing <50 hepatectomies/year. The proportion of patients as ASA III was significantly higher in centers performing ≥50 hepatectomies/year (difference: 18.9%; p = 0.0213). In 81.1% of the cases, the primary tumor was in the rectum or sigmoid colon. In total, 40% of the patients underwent major hepatectomies. The surgical approach was open surgery in 87 (58.0%) patients. Resection margins were R0 in 78.5% of the patients. In total, 40 (26.7%) patients had complications after the liver resection and 36 (27.3%) had complications after the primary resection. One-hundred and thirty-two (89.3%) patients completed the therapeutic regime. (4) Conclusions: There were no differences in the surgical outcomes between the centers performing <50 and ≥50 hepatectomies/year. Further analysis evaluating factors associated with clinical outcomes and determining the best candidates for this approach will be subsequently conducted.Asociación Española de Cirujanos - (grant Research Projects 2020