Automates: the future of autonomous cars

El futur dels cotxes autònoms sembla brillant, tot i així, personatges com el mateix Elon Musk, entre d'altres, ens porten prometent que serien part de les nostres vides des de fa gairebé deu anys. Tot i això aquí seguim, amb els nostres vehicles que sí, que són genials, però de moment encara no es condueixen sols. Aquestes falses promeses i el concepte de que una màquina condueixi el cotxe per nosaltres encara genera rebuig a la majoria de la població, quan de fet més d'un 90% dels accidents de trànsit avui dia són a causa de l'error humà, i aquestes màquines seran moltes coses, però precisament humanes de moment no són. En aquest projecte s’indaga sobre l’estat actual d’aquests vehicles, que de fet certs serveis de cotxes autònoms ja ronden els carrers d’algunes de les ciutats més grans del món, com ara San Francisco. La clau és descobrir si els vehicles autònoms tenen el potencial real de convertir-se en el servei del futur. Per això, es recorre a les metodologies de Disseny de Futurs, analitzant les tendències del sector i així presentant una sèrie d'Escenaris Futurs. Aquestes metodologies ens permetran entreveure cap on ens porten els desenvolupaments actuals, per així descobrir els passos que hauríem de seguir i els que no per a una correcta i eficient implementació d'aquestes tecnologies en un futur més aviat proper que llunyà.El futuro de los coches autónomos parece brillante, aún así, personajes como el mismísimo Elon Musk, entre otros, nos llevan prometiendo que iban a ser parte de nuestras vidas desde hace ya casi diez años. Sin embargo aquí seguimos, con nuestros vehículos que sí, que son geniales, pero de momento aún no se conducen solos. Estas falsas promesas y el concepto de que una máquina conduzca el coche por nosotros aún genera rechazo en la mayoría de la población, cuando lo cierto es que más de un 90% de los accidentes de tráfico hoy en día son a causa del error humano, y estas máquinas serán muchas cosas pero precisamente humanas no son. En este proyecto se indaga sobre el estado actual de estos vehículos, que de hecho ciertos servicios de coches autónomos ya rondan las calles de algunas de las ciudades más grandes del mundo, como por ejemplo San Francisco. La clave es descubrir si los vehículos autónomos tienen el potencial real de convertirse en el servicio del futuro. Para ello, se recurre a las metodologías de Diseño de Futuros, analizando las tendencias del sector y así presentando una serie de Escenarios Futuros. Estas metodologías nos permitirán vislumbrar hacia dónde nos llevan los desarrollos actuales, para así descubrir los pasos que deberíamos seguir y los que no para una correcta y eficiente implementación de estas tecnologías en un futuro más próximo que lejano.The future of autonomous cars seems bright, even though, famous people like Elon Musk himself, among others, have been making promises around the fact that those cars would be part of our lives for almost ten years, but here we are, with our vehicles that are great, but for now they still don't drive for themselves. These false promises and the concept of a machine driving a car for us still generates rejection in the majority of the population, when the fact is that more than 90% of traffic accidents nowadays are due to human error, and these machines will be sort of things but not humans at all. This project investigates the current state of these vehicles, that in fact these autonomous car services already transit the streets of some of the largest cities in the world, cities like San Francisco. The key is to find out if autonomous vehicles have the real potential to become the service of the future. Therefore, Futures Design methodologies are used, analysing the trends of the sector and thus presenting a series of Future Scenarios. These methodologies will allow us to understand where current developments are leading us, so then we can understand the steps that we should follow as a society and those that we should not for a correct and efficient implementation of these technologies in the near future

Secuencia de entrenamiento para la adquisición de conocimientos y habilidades en la aplicación de la Ingeniería Gráfica para el Diseño Industrial o de Producto

Tal y como indica el título, este trabajo de fin de grado se basa en estudiar la secuencia de entrenamiento para la adquisición de conocimientos y habilidades en la aplicación de la Ingeniería Gráfica para el Diseño Industrial o de Producto. Esta secuencia es lo que lleva a una persona que empieza a estudiar o a trabajar en este ámbito llegar al máximo nivel de conocimientos, en la medida de lo posible, dependiendo de las circunstancias de cada caso. Esta secuencia de entrenamiento se puede observar en las empresas, donde un trabajador entra en plantilla con conocimientos previos o sin ellos en el ámbito del Diseño Industrial o de Producto y progresivamente mejora sus capacidades o aprende otras nuevas, llegando así a lo largo de los años a puestos de alto rango en la empresa. Esta misma secuencia se puede ver reflejada en la formación. De la misma manera, un estudiante con o sin conocimientos en esta rama de la ingeniería empieza un grado, un máster o un curso en línea de alguna empresa de formación, por ejemplo. A medida que va superando asignaturas mejora en el ámbito hasta llegar al final del camino donde ha obtenido unos conocimientos y habilidades notorios. Mediante el estudio de la Ingeniería Gráfica aplicada al Diseño de Producto, se definen una serie de diagramas secuenciales. En estos diagramas se presentan dos secuencias de entrenamiento, las cuales están destinadas a ser útiles para empresas y centros docentes, de manera que les permita comparar estos diagramas con sus propias secuencias, y así detectar posibles errores en sus métodos. Para empezar, en este proyecto se realiza un estudio de mercado o estado del arte en el que se presentan los conceptos a estudiar en el mismo. Se presentan los conceptos de Diseño Industrial y de Producto, sus similitudes y diferencias, sus especialidades, etc. Además, en esta sección también se busca información acerca de las secuencias de entrenamiento que ya existen, por ejemplo, en universidades o centros que ofrecen formación profesional. Por último, se indaga en dos proyectos de alumnos de la UPC relacionados con los contenidos de este estudio. Posteriormente se presentan los diagramas secuenciales diseñados para este proyecto. Mediante la gráfica diagramática, los cinco primeros diagramas resumen los conceptos ya comentados en el estado del arte, necesarios para comprender la estructura de las secuencias de entrenamiento. Estos conceptos son: las etapas de la Ingeniería Gráfica, sus perfiles profesionales, sus técnicas y disciplinas aplicadas, las etapas del Diseño de Producto y sus especialidades. Por otro lado, los otros tres son los específicos para la secuencia de entrenamiento. Concretamente, el primero presenta una secuencia de entrenamiento muy visual, con una secuencia principal marcada y unas ramificaciones que se conectan a ella mediante conectores. De esta manera, se puede detectar de una manera rápida y efectiva posibles fallos en la secuencia de quién la utiliza. El quinto diagrama es la segunda secuencia de entrenamiento. Esta secuencia es más extensa que la anterior, y en lugar de recorrerse de izquierda a derecha, esta lo hace de arriba abajo. Este diagrama presenta una gran multitud de bloques de información, todos muy relacionados con los presentados en los diagramas anteriores. Lo interesante de este diagrama es que, según la especialidad de productos a diseñar, este diagrama ilumina los bloques necesarios para esa especialidad en cuestión. Así se presenta el último diagrama, que es el mismo que el anterior pero es un ejemplo de aplicación del mismo. Cogiendo el ejemplo del diseño de un ordenador portátil, producto que forma parte de la Secuencia de entrenamiento para la adquisición de conocimientos y habilidades en la aplicación de la Ingeniería Gráfica para el Diseño Industrial o de Producto Pág. 3 especialidad de las TICs, esta secuencia aparece con algunos de sus bloques iluminados, dando a entender que para el diseño de este producto son necesarios esos bloques de información. De esta manera, las empresas pueden comparar sus secuencias de entrenamiento con este diagrama y ver qué cosas deberían implementar, si deberían cambiar el orden de alguno de los conceptos que aplican, etc

An improved crow search algorithm applied to the phase swapping problem in asymmetric distribution systems

This paper discusses the power loss minimization problem in asymmetric distribution systems (ADS) based on phase swapping. This problem is presented using a mixed-integer nonlinear programming model, which is resolved by applying a master–slave methodology. The master stage consists of an improved version of the crow search algorithm. This stage is based on the generation of candidate solutions using a normal Gaussian probability distribution. The master stage is responsible for providing the connection settings for the system loads using integer coding. The slave stage uses a power flow for ADSs based on the three-phase version of the iterative sweep method, which is used to determine the network power losses for each load connection supplied by the master stage. Numerical results on the 8-, 25-, and 37-node test systems show the efficiency of the proposed approach when compared to the classical version of the crow search algorithm, the Chu and Beasley genetic algorithm, and the vortex search algorithm. All simulations were obtained using MATLAB and validated in the DigSILENT power system analysis software

Architecture for Smart Buildings Based on Fuzzy Logic and the OpenFog Standard

The combination of Artificial Intelligence and IoT technologies, the so-called AIoT, is expected to contribute to the sustainability of public and private buildings, particularly in terms of energy management, indoor comfort, as well as in safety and security for the occupants. However, IoT systems deployed on modern buildings may generate big amounts of data that cannot be efficiently analyzed and stored in the Cloud. Fog computing has proven to be a suitable paradigm for distributing computing, storage control, and networking functions closer to the edge of the network along the Cloud-to-Things continuum, improving the efficiency of the IoT applications. Unfortunately, it can be complex to integrate all components to create interoperable AIoT applications. For this reason, it is necessary to introduce interoperable architectures, based on standard and universal frameworks, to distribute consistently the resources and the services of AIoT applications for smart buildings. Thus, the rationale for this study stems from the pressing need to introduce complex computing algorithms aimed at improving indoor comfort, safety, and environmental conditions while optimizing energy consumption in public and private buildings. This article proposes an open multi-layer architecture aimed at smart buildings based on a standard framework, the OpenFog Reference Architecture (IEEE 1934–2018 standard). The proposed architecture was validated experimentally at the Faculty of Engineering of Vitoria-Gasteiz to improve indoor environmental quality using Fuzzy logic. Experimental results proved the viability and scalability of the proposed architecture.The authors wish to express their gratitude to the Basque Government, through the project EKOHEGAZ II; to the Diputación Foral de Álava (DFA), through the project CONAVANTER; to the UPV/EHU, through the projects GIU20/063 and CBL 22APIN; and to the MobilityLab Foundation (CONV23/12), for supporting this work

Maximum Power Point Tracker Controller for Solar Photovoltaic Based on Reinforcement Learning Agent with a Digital Twin

Photovoltaic (PV) energy, representing a renewable source of energy, plays a key role in the reduction of greenhouse gas emissions and the achievement of a sustainable mix of energy generation. To achieve the maximum solar energy harvest, PV power systems require the implementation of Maximum Power Point Tracking (MPPT). Traditional MPPT controllers, such as P&O, are easy to implement, but they are by nature slow and oscillate around the MPP losing efficiency. This work presents a Reinforcement learning (RL)-based control to increase the speed and the efficiency of the controller. Deep Deterministic Policy Gradient (DDPG), the selected RL algorithm, works with continuous actions and space state to achieve a stable output at MPP. A Digital Twin (DT) enables simulation training, which accelerates the process and allows it to operate independent of weather conditions. In addition, we use the maximum power achieved in the DT to adjust the reward function, making the training more efficient. The RL control is compared with a traditional P&O controller to validate the speed and efficiency increase both in simulations and real implementations. The results show an improvement of 10.45% in total power output and a settling time 24.54 times faster in simulations. Moreover, in real-time tests, an improvement of 51.45% in total power output and a 0.25 s settling time of the DDPG compared with 4.26 s of the P&O is obtained

On the optimal selection and integration of batteries in dc grids through a mixed-integer quadratic convex formulation

This paper deals with the problem of the optimal selection and location of batteries in DC distribution grids by proposing a new mixed-integer convex model. The exact mixed-integer nonlin-ear model is transformed into a mixed-integer quadratic convex model (MIQC) by approximating the product among voltages in the power balance equations as a hyperplane. The most important characteristic of our proposal is that the MIQC formulations ensure the global optimum reaching via branch & bound methods and quadratic programming since each combination of the binary variables generates a node with a convex optimization subproblem. The formulation of the objective function is associated with the minimization of the energy losses for a daily operation scenario considering high renewable energy penetration. Numerical simulations show the effectiveness of the proposed MIQC model to reach the global optimum of the optimization model when compared with the exact optimization model in a 21-node test feeder. All the validations are carried out in the GAMS optimization software.Fil: Serra, Federico Martin. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ingeniería y Ciencias Agropecuarias. Laboratorio de Control Automático; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Investigaciones en Tecnología Química. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Investigaciones en Tecnología Química; ArgentinaFil: Montoya Giraldo, Oscar Danilo. Universidad Distrital Francisco José de Caldas; Colombia. Universidad Tecnológica de Bolívar; ColombiaFil: Alvarado Barrios, Lázaro. Universidad Loyola Andalucia; EspañaFil: Álvarez Arroyo, Cesar. Universidad de Sevilla; EspañaFil: Chamorro, Harold R.. Royal Institute of Technology; Sueci

Particle Swarm Optimization-Based Control for Maximum Power Point Tracking Implemented in a Real Time Photovoltaic System

Photovoltaic panels present an economical and environmentally friendly renewable energy solution, with advantages such as emission-free operation, low maintenance, and noiseless performance. However, their nonlinear power-voltage curves necessitate efficient operation at the Maximum Power Point (MPP). Various techniques, including Hill Climb algorithms, are commonly employed in the industry due to their simplicity and ease of implementation. Nonetheless, intelligent approaches like Particle Swarm Optimization (PSO) offer enhanced accuracy in tracking efficiency with reduced oscillations. The PSO algorithm, inspired by collective intelligence and animal swarm behavior, stands out as a promising solution due to its efficiency and ease of integration, relying only on standard current and voltage sensors commonly found in these systems, not like most intelligent techniques, which require additional modeling or sensoring, significantly increasing the cost of the installation. The primary contribution of this study lies in the implementation and validation of an advanced control system based on the PSO algorithm for real-time Maximum Power Point Tracking (MPPT) in a commercial photovoltaic system to assess its viability by testing it against the industry-standard controller, Perturbation and Observation (P&O), to highlight its advantages and limitations. Through rigorous experiments and comparisons with other methods, the proposed PSO-based control system’s performance and feasibility have been thoroughly evaluated. A sensitivity analysis of the algorithm’s search dynamics parameters has been conducted to identify the most effective combination for optimal real-time tracking. Notably, experimental comparisons with the P&O algorithm have revealed the PSO algorithm’s remarkable ability to significantly reduce settling time up to threefold under similar conditions, resulting in a substantial decrease in energy losses during transient states from 31.96% with P&O to 9.72% with PSO

Mejora del sistema HACCP para garantizar la inocuidad del mango congelado en Santa Sofía del Sur S.A.C. Casma, 2019

El objetivo fue determinar la mejora del sistema HACCP para garantizar la inocuidad del mango congelado en Santa Sofía del Sur S.A.C. Casma. El HACCP es apreciado como un protocolo sistemático para asegurar la elaboración de un producto inocuo, es por ello que ha sido adoptado como un programa de uso indispensable para las industrias alimentarias mundialmente. La inocuidad hace referencia a las condiciones y prácticas que preservan la calidad de los alimentos para prevenir la contaminación y las enfermedades transmitidas por el consumo de productos alimentarios. El tipo de investigación empleado fue pre experimental con un pre prueba y post prueba de la inocuidad. La población fue representada por los lotes de producción del mango congelado, La muestra para el proyecto de investigación fue representada por los lotes de producción del mango congelado del mes de febrero, marzo, septiembre y octubre del 2019. Se elaboró un diagnostico situacional del sistema HACCP del 2019-I a través de un Check list; se evaluó la inocuidad previa a la mejora con pruebas de análisis microbiológicas; se desarrolló la mejora de sistema HACCP a través de fichas de registros de datos y diagramas de flujos; se evaluó la inocuidad del mango congelado con la mejora del sistema HACCP a través de pruebas de análisis microbiológicos; los softwares utilizados fueron T student, Excel. Con la aplicación del sistema HACCP se logró reducir las UFC/g de los cubos de mango congelado hasta cumplir los límites permitidos los cuales son <10 UFC/g de enterobacterias y coliformes, 0 UFC/g de e. coli, salmonella, listeria monocytogenes y staphylococcus, <100 UFC/g de mohos, <1000 UFC/g de levaduras y <10000 UFC/g de aerobios mesófilos. Por lo cual seconcluyó que la mejora del sistema HACCP permite garantizar la inocuidad del mango congelado