Actividad de fortalecimiento Revista Digital Matemática Educación e Internet

Proyecto de Investigación. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Escuela de Matemática, 2008Una de las facetas más atractivas y _útiles de la internet es la libertad con la cual podemos acceder a la información a cualquier hora, desde cualquier lugar e independientemente de la plataforma. El desarrollo de nuevas herramientas de software para la internet en el _área de la matemática o que pueden ser usadas para estén, hace posible que el profesor pueda asistir a los estudiantes formales o informales, va internet o intranet, en la construcción de su propio conocimiento. Estas herramientas pueden contribuir a reforzar la formación matemática de profesores de enseñanza universitaria, primaria, secundaria y técnica. La disponibilidad de información (matemática) en la internet provee tanto a estudiantes como a profesores de recursos para la búsqueda e investigación de temas de interés. En particular, provee a los profesores de recursos didácticos en línea para reforzar tanto su formación como su actividad educativa. Sin embargo, todo esto necesita un espacio donde materializarse; la revista digital Matemática, Educación e Internet se ha convertido en este punto de encuentro, donde se materializan los esfuerzos por incorporar nuevas tecnologías y nuevas maneras de pensar en la educación

Gen-FW: Una generalización del problema de Fermat-Weber con aplicaciones al procesamiento de datos

The project "Gen-FW: A Generalization of the Fermat-Weber Problem with Applications to Data Processing" was a project affiliated with the Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE) of the Instituto Tecnológico de Costa Rica during the years 2020-2022. This project proposes a generalization of the well-known Fermat-Weber problem, or simply the FW problem, in addition to studying computational aspects and applications in image processing. The FW problem calculates a vector that minimizes the sum of weighted distances with respect to other given vectors in a vector space, where the vector to be optimized is represented by a linear transformation. The FW problem has garnered growing interest due to its valuable applications in various engineering fields, such as in navigation algorithm design and establishing connectivity in mobile networks with wireless sensors, among other relevant applications. In this article, we will provide a concise yet comprehensive overview of the contributions obtained during the development of this project. The Gen-FW project offers a new perspective in the field of data processing and represents a significant advancement in solving complex problems with practical applications in various engineering areas.El proyecto "Gen-FW: Una generalización del problema de Fermat-Weber con aplicaciones al procesamiento de datos" fue un proyecto vinculado a la Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE) del Instituto Tecnológico de Costa Rica durante los años 2020-2022. Este proyecto propone una generalización del conocido problema de Fermat-Weber, o simplemente problema FW, además de estudiar aspectos computacionales y aplicaciones en el procesamiento de imágenes. El problema FW calcular un vector que minimice la suma de distancias ponderadas respecto a otros vectores dados en un espacio vectorial, donde el vector a optimizar se representa mediante una transformación lineal. El problema FW ha sido objeto de un creciente interés debido a sus valiosas aplicaciones en diversas áreas de la ingeniería, por ejemplo, en el diseño de algoritmos de navegación y en el establecimiento de la conectividad de redes móviles con sensores inalámbricos, entre otras aplicaciones relevantes. En este artículo, proporcionaremos un conciso, pero completo desarrollo de las contribuciones obtenidas durante el desarrollo de dicho proyecto. El proyecto Gen-FW ofrecen una nueva perspectiva en el ámbito del procesamiento de datos y representan un avance notable en la resolución de problemas complejos con aplicaciones prácticas en diversas áreas de la ingeniería

Validación de un protocolo fotográfico digital para análisis macroscópico de la anatomía y colorimetría en madera de especies arbóreas de Costa Rica

Context:  The process of digitizing wood samples for identification and study has become relevant over the past decade, so it is necessary to consider the photographic aspects that generate representation of the images with respect to the physical sample. Method: Ten woodable species were used with no less than 10 sampled trees, from each individual five 10 mm edge wooden cubes were ex-brought and photographed with a stereoscope with a 20X  under four luminosity protocols. In the process, the variation in color (under the coordinates L*, a* and b*), color differential (E*) and chroma (C*), in addition to the density and diameter of vessels, was evaluated. Results: The results showed that the brightness of 50% showed the greatest similarity to the colorimetry of the wood, obtaining values of E* less than 6 in all species and values of C* within the optimal range of 5 to 7. With respect to the anatomical part, the same behavior was given with the ten species, finding that the luminosity treatments at 25 and 50 % showed no significative differences, while the luminosities of 75 and 100% tended to underestimate the value. Conclusions: The treatment luminosity at 25% is ineffective by the darkening of the surface, while exposures to 75 and 100% tended to clarify the surface area and underestimate anatomical characteristics.Contexto: El proceso de digitalización de muestras de madera para su identificación y estudio ha tomado relevancia en la última década, por lo que es necesario considerar los aspectos fotográficos que generen representatividad de las imágenes con respecto a la muestra física. Método: Se utilizaron diez especies maderables con no menos de 10 árboles muestreados, de cada individuo se extrajeron cinco cubos de madera de 10 mm de arista y se fotografiaron con un estereoscopio con un aumento de 20X bajo cuatro protocolos de luminosidad. En el proceso se evaluó la variación del color (bajo las coordenadas L*, a* y b*), diferencial de color (ΔE*) y chroma (ΔC*), además de la densidad y diámetro de vasos. Resultados: Los resultados mostraron que la luminosidad del 50% fue la que mostró la mayor similitud con la colorimetría de la madera, obteniendo valores de ΔE* inferiores a 6 en todas las especies y valores de ΔC* dentro del rango óptimo de 5 a 7. Con respecto a la parte anatómica, se dio el mismo comportamiento con las diez especies, encontrando que los tratamientos de luminosidad al 25 y 50% no mostraron diferencias significativas, mientras las luminosidades al 75 y 100% tendieron a subestimar los valores. Conclusiones: El tratamiento luminosidad al 25% es poco efectivo por el oscurecimiento de la superficie, mientras que las exposiciones al 75 y 100% tendieron a aclarar la superficie y subestimación de características anatómicas

Identificación automática de especies forestales maderables amenazadas de Costa Rica, mediante técnicas de visión artificial

Proyecto de Investigación (Código: 1370004) Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE). Escuela de Computación, Escuela de Ingeniería Forestal, 2020El objetivo general de este proyecto fue “Diseñar e implementar un sistema que realice la identificación de especies forestales de manera automática, a partir de imágenes digitales de muestras macroscópicas de maderas”. Tanto el objetivo general como los cinco objetivos específicos y productos asociados fueron alcanzados en un 100%: 1. Seleccionar el conjunto de especies forestales maderables (muestras de 197 especies fueron recolectadas en el campo). 2. Enriquecer la xiloteca institucional con nuevas muestras y una base de datos con sus correspondientes imágenes digitales (982 muestras recolectadas que se convirtieron en 982x4 muestras de xiloteca, y 27,930 fotos)1. 3. Seleccionar las técnicas de visión artificial a usar (CNN profundas). 4. Implementar varios algoritmos para identificación de especies maderables (CNN y redes siamesas). 5. Finalmente, se desarrolló Cocobolo, una aplicación móvil para la identificación de especies maderables de Costa Rica. Metodológicamente el proyecto ha sido innovador a nivel mundial. En el campo forestal, se demostró [1] la viabilidad de un nuevo protocolo no destructivo de recolecta con barreno y un nuevo flujo de trabajo que ha enriquecido sustancialmente la xiloteca del TEC. En el campo informático, se innovó usando por primera vez especies nativas de CR, haciendo identificaciones con imágenes macroscópicas en lugar del tradicional enfoque con muestras microscópicas, y usando técnicas que son estado del arte como las redes siamesas. Esta investigación a demostrado conclusivamente mediante publicaciones peerreviewed que las CNN son la mejor técnica para la identificación automática de árboles con imágenes de cortes macroscópicos de madera

Sistema experto para motores asistido por temperatura (SEMAT)

Proyecto de investigación (Código: VIE 5402-1341-1301) Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE), 2017El desarrollo de sistemas informáticos que tomen decisiones como expertos humanos en un ámbito particular con base en información, es un reto científi co/ tecnológico según el contexto y en motores eléctricos estos sistemas son prácticamente inexistentes. El proyecto SEMAT busca el desarrollo de un sistema experto que pueda diagnosticar motores el ectricos con la nalidad de mejorar la competitividad de la industria nacional. Para el desarrollo del sistema experto, este proyecto ha desarrollado una bancada de pruebas automatizada para someter los motores en estudio a distintas pruebas (casos). Adem as se ha desarrollado y programado el software de captura y análisis de datos, también se realizaron más de 60 pruebas a motores con base a un dise~no de experimentos factorial con la idea de estudiar sus distintos comportamientos. Adicionalmente, se aporta un modelo térmico y se trabajo con distintos tipos de algoritmos basados en metaheurísticas con la nalidad de encontrar soluciones al modelo. Sin embargo, los resueltos encontrados no permitieron ser implementados para el desarrollo del motor de inferencia del sistema experto basado en los parámetros de los modelos térmicos. Ante dicha problemática se aporta la de fición de nuevos indicadores que son calculados a partir de la potencias desperdiciadas en los motores. Dichos índices son calculados en tiempo real y almacenados por la aplicación informática. El prototipo de sistema experto utiliza como motor de inferencia una red neuronal tipo feed-forward. Dicha red fue entrenada con distintos casos (experimentos) y los resultados indican que a partir del monitoreo de los índices es posible realizar el diagnóstico del motor tanto en su transitorio térmico como en su estado estable. Esto es sumamente robusto en el sentido que el motor puede ser diagnosticado en sus primeros minutos de operación y no requiere que alcance su estabilidad térmica. Finalmente el prototipo fue comparado con el equipo comercial, encontrando que el sistema detecta un fallo más que los detectados por el sistema comercial, es decir el sistema comercial no es capas de detectar sobrecargas térmicas, lo que si realiza el sistema basado en redes neuronales

Actividad de fortalecimiento Revista Digital Matemática Educación e Internet

Proyecto de Investigación. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Escuela de Matemática, 2008Una de las facetas más atractivas y _útiles de la internet es la libertad con la cual podemos acceder a la información a cualquier hora, desde cualquier lugar e independientemente de la plataforma. El desarrollo de nuevas herramientas de software para la internet en el _área de la matemática o que pueden ser usadas para estén, hace posible que el profesor pueda asistir a los estudiantes formales o informales, va internet o intranet, en la construcción de su propio conocimiento. Estas herramientas pueden contribuir a reforzar la formación matemática de profesores de enseñanza universitaria, primaria, secundaria y técnica. La disponibilidad de información (matemática) en la internet provee tanto a estudiantes como a profesores de recursos para la búsqueda e investigación de temas de interés. En particular, provee a los profesores de recursos didácticos en línea para reforzar tanto su formación como su actividad educativa. Sin embargo, todo esto necesita un espacio donde materializarse; la revista digital Matemática, Educación e Internet se ha convertido en este punto de encuentro, donde se materializan los esfuerzos por incorporar nuevas tecnologías y nuevas maneras de pensar en la educación

Técnicas de precondicionamiento en paralelo.

Proyecto de investigación (Código: 5402-1801-0480) Instituto Tecnológico de Costa Rica. Escuela de Matemática, 2014The investigation's main objective was to design and implement a parallel preconditioner technique which could help solve linear equation systems required for the numerical solution of partial di erential equations, systems whose common characteristics are their big size and the fact that the related coe cient matrix is sparse. The parallel preconditioner technique designed and implemented is based in the incomplete LU factorization (ILU), and the preconditioner was applied to problems found in The University of Florida Sparse Matrix Collection. The preconditioner was used in unsymetric matrices and in non-positive de nite symetric matrices, and the best results were found in cases of non-positive de nite symetric matrices.Instituto Tecnológico de Costa Rica

Programación de gráficos 3D con Mathematica, DrawGraphics, CurvesGraphics, LiveGraphics3D y JavaView

Se muestra como integrar las herramientas: Mathematica (y los paquetes DrawGraphics y CurvesGraphics), LiveGraphics3D, JavaView y html, para crear algunas figuras 3D las cuales se pueden incrustar en páginas Web independientes y con posibilidad de interacción

Un problema tipo bin-packing

<p>Se presentan dos algoritmos heurísticos para resolver un problema de tipo binpacking en el cual se quiere guardar objetos de <em>n </em>tipos diferentes (en donde la demanda del objeto de tipo <em>i-</em>ésimo está dada por <em>d</em><span><em>1</em></span>) en <em>m </em>tipos de recipientes con capacidades no necesariamente iguales; todos los recipientes de tipo <em>j </em>=1,2,...,<em>m </em>deben tener la misma distribución de los objetos. El objetivo es minimizar el costo de los recipientes por utilizar, donde el costo de cada tipo de recipiente está dado por <em>w</em><span><em>j </em></span>(<em>j </em>=1,2,...,<em>m</em>). Para cada recipiente de tipo <em>j </em>=1,2,...,<em>m </em>se deben encontrar el número de repeticiones <em>x</em><span><em>j </em></span>del recipiente, así como el número de copias <em>a</em><span><em>ij </em></span>del objeto <em>i</em>-ésimo que se deben almacenar en el recipiente <em>j</em>-ésimo (<em>j </em>=1,2,...,<em>m</em>).</p