Ambiente virtual para el diseño de controladores de seguimiento de trayectorias de posición de vehículo operado remotamente

This article presents a virtual environment based on co-simulation between MatLab and MSC Adams, allowing simulation, analysis, development and validation of control strategies for tracking of position trajectories of a Remotely Operated Vehicle (ROV). The simulation results in the horizontal plane show that it is possible, in an uncomplicated way, to construct a virtual environment, which allows observing realistic movements when the forces exerted on an ROV are provided. Taking advantage of the properties of co-simulation, the experiences in this work show that this simulation strategy is very suitable for analysis purposes and control design, allowing researchers and professionals the wide use of control tools available in MATLAB for this end. In this work, a robust linear quadratic regulator (LQR) with integral action has been used to evaluate the performance of the proposed virtual environment for tracking of position trajectories. To validation purposes, widely used trajectories in naval study designs were employed such as the Zig -Zag shaped and the Circular shaped trajectories. Simulation results show that the integration of both, MatLab and MSC Adams, effectively addressees the problem of evaluation of performance of control strategies in the virtual environment. The presented approach allows gaining experience about the challenges of this kind of control problems, before dealing with the complex aspects of tuning in real experimental environments, avoiding losses and cost overruns for underwater robotics projects.Este artículo presenta un ambiente virtual basado en co-simulación entre MatLab y MSC Adams, permitiendo simulación, análisis, desarrollo y validación de estrategias de control para el seguimiento de trayectorias de posición de un vehículo operado remotamente (ROV). Los resultados de simulación en el plano horizontal muestran que es posible, de forma simple, construir un ambiente virtual que permite observar movimientos realistas al ingresar las fuerzas ejercidas sobre un ROV. Sacando ventaja de las propiedades de co-simulación, las experiencias en este trabajo muestran que esta estrategia de simulación es muy adecuada para propósitos de análisis y diseño de control, permitiendo a los investigadores y profesionales el uso amplio de herramientas de control disponible en MATLAB para este fin. En este trabajo se utiliza un regulador lineal cuadrático (LQR) robusto con acción integral para evaluar el desempeño del entorno virtual propuesto en el seguimiento de una trayectoria de posición. Para la validación se utilizaron trayectorias ampliamente empleadas en diseños de estudios navales como son la de forma de Zig-Zag y la de forma Circular. Los resultados de simulación muestran que la integración de MatLab y MSC Adams permite evaluar de forma efectiva el desempeño de estrategias de control en este entorno virtual. El enfoque presentado permite ganar experiencia acerca de los desafíos de este tipo de problemas de control, antes de tratar con los aspectos complejos de sintonización en ambientes experimentales reales, evitando pérdidas y sobrecostos en los proyectos robótica submarina

Computing relative elasticity of materials by ultrasonic elastography /

En este artículo se presenta el procedimiento para calcular la elasticidad relativa de materiales usando elastografía por ultrasonido. El artículo describe el procedimiento necesario para el cálculo del elastograma a mano libre, utilizando algoritmos reportados en la literatura para cálculo de desplazamientos, cálculo de deformación y normalización de la imagen del elastograma. Utilizando marcos de ultrasonido de phantoms y de tejidos biológicos disponibles en bases de datos de sitios en internet, se estudia la coniabilidad de la información de elasticidad relativa obtenida con tales algoritmos, con base al parámetro de calidad relación señal a ruido. El resultado de este análisis muestra la necesidad de nuevos algoritmos para poder proporcionar una información semicuantitativa acerca de la dureza de los tejidos que sea de fácil interpretación y buena coniabilidad para el uso de esta técnica como herramienta diagnóstica de enfermedades en la práctica clínica.ABSTRACT: This article addresses the problem of calculating the relative elasticity of materials by using ultrasound elastography. The needed procedure to compute an elastogram through the freehand method is presented, using some algorithms reported in the literature to compute displacements, deformations, and normalization of the elastogram image. Using ultrasound frames from both, phantoms and biological tissues available at web sites, the reliability of the relative elasticity information obtained with such algorithms is studied, based on the quality inferred from the signal to noise ratio of the elastogram. The result of this analysis shows the need for new algorithms providing information about the hardness of tissues, but being also reliable and easy to interpret so that they can be used in the clinical practice

Método para evaluación de una estrategia de control realimentado en la funcionalidad de agarre de poder con una prótesis de mano robótica

Objective: In the design of a robotic hand prosthesis, a variety of problems arise for which there are multiple solutions proposed in the literature. One of them is the selection of a strategy for the automatic control of the movement of the hand. Within the functionalities of a prosthesis, the power grip functionality is one of the most important. Given the wide variety of proposals in terms of control techniques for power grip, the designer is faced with the dilemma of which of them is the most suitable for his particular design. Although there are metrics to quantify the quality of the grip, those that have been proposed address various aspects independently, which does not allow making a decision about the best option for the particular case. In this work, a method is proposed to calculate a composite indicator that allows the evaluation of the performance of control techniques in the power grip based on the following individual metrics that evaluate different aspects in the execution of the power grip: finger strength, grip strength, grip efficiency, grip cycle time, slip resistance, following error, and transient response overshoot. Thanks to the method proposed in this work, the question is answered: of several control options to be tested, which one offers better functional performance? Methodology: A set of metrics are adopted with which to obtain quantitative data related to the quality of the power grip and to the performance of the control target to govern the prosthesis; subsequently, selected individual metrics are calculated for each of the grip control techniques to be evaluated on a virtual environment, consisting of a robotic hand and an object to be grasped; then two composite indicators are constructed to obtain a quantitative assessment of the quality of the grip based on a statistical analysis, and the results are contrasted against the individual metrics used. Results: A method is proposed for the construction of a composite indicator, which allows the evaluation of the performance of control techniques, in power grips in robotic hands. By implementing this method, the best performance values were found in hybrid controllers. Conclusions: In this work, a method has been proposed to facilitate the decision-making of the designer regarding the most adequate control technique, among several available, to achieve the power grip with a specific prosthesis. The method seeks to build a composite indicator that groups together various metrics to evaluate particular grip functionality, and also to quantify the achievement of following instructions, facilitating decision-making about the incidence of the control technique in the achievement of the final objective. Financing: This work was supported by University of Cauca under the Master of Science in Automation program.Objetivo: En el diseño de una prótesis de mano robótica surgen variedad de problemáticas para las cuales existen múltiples soluciones propuestas en la literatura. Una de las problemáticas es la selección de una estrategia para el control automático del movimiento de la mano. Entre las funcionalidades de una prótesis, la de agarre de poder es una de las más importantes. Dada la gran cantidad de propuestas en cuanto técnicas de control para el agarre de poder, el diseñador se enfrenta al dilema de cuál de ellas es la más adecuada para su diseño particular. Aunque hay métricas para cuantificar la calidad del agarre, las que se han propuesto abordan diversos aspectos de manera independiente, lo cual no permite tomar una decisión acerca de la mejor opción para el caso particular. En este trabajo se propone un método para calcular un indicador compuesto que permite la evaluación del desempeño de técnicas de control en el agarre de poder, con base en las siguientes métricas individuales que evalúan diferentes aspectos en la ejecución del agarre de poder: la fuerza del dedo, la fuerza del agarre, la eficiencia del agarre, el tiempo de ciclo de agarre, la resistencia al deslizamiento, el error de seguimiento y el sobreimpulso de la respuesta transitoria. Gracias al método propuesto en este trabajo, se da respuesta a la pregunta: “De varias opciones de control a probar, ¿cuál ofrece un mejor desempeño funcional?”. Metodología: Se adoptó un conjunto de métricas con las cuales obtener datos cuantitativos relacionadas con la calidad del agarre de poder y con el desempeño del objetivo de control para gobernar la prótesis. Posteriormente, se calcularon métricas individuales seleccionadas para cada una de las técnicas de control de agarre a evaluar, sobre un entorno virtual, constituido por una mano robótica y un objeto a agarrar. Luego se construyeron dos indicadores compuestos para obtener una valoración cuantitativa de la calidad del agarre a partir de un análisis estadístico, y se contrastaron los resultados contra las métricas individuales utilizadas. Resultados: Se planteó un método para la construcción de un indicador compuesto que permitiera la evaluación del desempeño de técnicas de control, en agarres de poder en manos robóticas. Al implementar dicho método, se encontraron los mejores valores de desempeño en controladores híbridos. Conclusiones: En este trabajo se sugiere una alternativa tendiente a facilitar la toma de decisiones del diseñador en cuanto a la técnica de control más adecuada, entre varias disponibles, para el logro del agarre de poder con una prótesis específica. El método busca construir un indicador compuesto que agrupa variadas métricas para evaluar funcionalidad particular de agarre, y también para cuantificar el logro de seguimiento de consignas, facilitando la toma de decisiones acerca de la incidencia de la técnica de control en el logro del objetivo final

Clasificación de comportamiento de conductores en curvas horizontales de carreteras rurales de dos carriles

Los componentes de una vía infieren directamente en su seguridad vial y, a partir de un análisis de la consistencia en el diseño geométrico se puede cualificar esta condición. La velocidad del vehículo es un factor considerado en la evaluación de la consistencia de diseño geométrico y se considera constante a lo largo de la transición del conductor entre las tangentes de las curvas horizontales. Sin embargo, los conductores en la mayoría de los casos adoptan una velocidad diferente dependiendo de la posición del vehículo antes, durante y después de la curva, por lo cual, un perfil de velocidad permite describir mejor este comportamiento y, estudiar la relación entre la velocidad y los elementos de la curva. La literatura previa muestra que el entorno rural influye en la velocidad de los usuarios de la carretera. Asimismo, las negociaciones en las curvas horizontales están vinculadas a un elevado número de accidentes, la mayoría de los cuales están causados por errores del conductor y un estilo de conducción agresivo/arriesgado. En esta investigación se estudia el número óptimo de comportamientos de los conductores y el proceso de segregación de estos para una base de datos de perfiles de velocidad registrados en campo. Para esto se propone un esquema basado en conglomerados, partiendo de la selección de un numero óptimo de conglomerados aceptable para las características de los datos y posteriormente, utilizando la técnica k-means para agrupar los perfiles semejantes. Se emplea un grupo de datos de velocidad a flujo libre utilizado en 38 curvas horizontales en vías rurales en Puerto Rico que fueron instrumentadas en ambas direcciones. La validación de la metodología propuesta se realiza mediante la comparación directa de la cantidad de comportamientos observados en los usuarios con las características geométricas y operacionales de las curvas. Los resultados muestran que al emplear 3 tipos estilos de conducción referidos como agresivo, moderado y cauto y, agregar dos variables inferidas que consideran el tiempo que el conductor permanece cerca o por encima del límite de velocidad y los cambios en la aceleración durante su desplazamiento por la curva permiten una categorización más clara y uniforme de los perfiles de velocidad. Adicionalmente, se observa que la cantidad de perfiles agrupados presentan una alta dependencia con los valores que toman las variables del diseño de la curva como es de esperarse debido a su influencia en la percepción de la seguridad por parte de los conductores

Análisis del efecto del control de la temperatura en una tostadora de café de lecho fluido

One of the main sources of economic income in Colombia's agricultural sector is the marketing of coffee with a high contribution to the country's economy. However, trends in coffee industry 4.0 show that the coffee roasting process is where more value aggregation is presented and at the same time is one of the most complex because multiple factors are involved such as grain moisture, volume, variety and heat and mass transfer variables. The main objective of this work was to design and implement a fluidized bed system for the study of the effect of temperature control on the physical properties of roasted coffee from Cauca-Colombia. The development of the work was addressed in 4 sequential phases: CAD design, Digital manufacture, temperature control design and the systems analysis. The proposed fluid bed system features a control system for the RoR (rate of rise) that can be adjusted between 3 to 20°C/min, and provide a prediction in the events of the standard roasting profile (Turning Point, Yellow, First Crack, Development time, Second Crack, Drop).Una de las principales fuentes de ingresos en el sector agropecuario de Colombia es la comercialización del café con un alto aporte a la economía del país. Sin embargo, las tendencias de la industria 4.0 del café muestran que el proceso del tostado es donde más agregación de valor existe, pero es uno de los más complejos. Aquí, intervienen factores variables como por ejemplo la humedad del grano, el volumen, la variedad, y las relacionadas con transferencia de calor y masa. El objetivo principal de este trabajo fue desarrollar un sistema de lecho fluido para el estudio del efecto del control de temperatura sobre las propiedades físicas del café tostado del Cauca-Colombia. El trabajo se abordó en 4 fases secuenciales. Diseño CAD, Fabricación digital, Control de temperatura y el análisis del sistema. El tostador integra un sistema de control para el RoR (rate of rise) que puede ser ajustado entre 3 a 20 °C/min, y proporciona un seguimiento a los eventos de la curva de tostado (retorno, amarillamiento, primer Crack, desarrollo, Segundo Crack, descarga)

Albedo influence on the microclimate and thermal comfort of courtyards under Mediterranean hot summer climate conditions

The Urban Heat Island (UHI) effect represents a threat to the well-being of cities. Cities must adapt to this phenomenon, prioritizing the improvement of outdoor environment quality. Urban materials have a great impact on outdoor environment quality, energy demand, and citizens’ well-being. Based on the literature, it can be stated that changing the albedo of on-site materials (pavements, facades) is a relevant strategy. The environmental impact of reflective materials from buildings to urban microclimate has been widely discussed in the literature. However, few publications assess the role of albedo in inner courtyards. This work uses simulation results to evaluate the impact of different surface albedo on the thermal performance and comfort of a courtyard in Seville. To do so, the simulation tool ENVI-met, one of the most widely used for outdoor spaces, is validated through a comparison with monitoring results. In conclusion, high reflectance compromises user comfort up to 5 ◦C of PET despite the fact that the use of high albedo on surfaces reduces surface temperature up to 25 ◦C in comparison with low albedo as it accumulates less heat by reflecting more solar radiation. Some of the recommendations given include the use of medium albedo (around 0.4) on walls to balance positive and negative effects, and high albedo on the pavements (above 0.7

Características de los comerciales de televisión que inciden en la elección de jugos naturales en niños de 8 a 10 años de estrato 5 y 6

La presente investigación fue realizada por estudiantes del programa de Comunicación Publicitaria, con el animo de identificar cuales son los procesos que motivan a los niños entre los 8 y 10 años de edad de estratos 5 y 6 a consumir jugos naturales; de igual forma determinar las características de los comerciales de televisión que inciden en la elección de estos productos. Se recurrió a información publicada a lo largo de los últimos cinco años acerca de la percepción y psicoanálisis de los niños con respecto a la identificación de marcas, reconocimiento de logos y aceptación de la publicidad televisiva como influencia de consumo. Se utilizaron técnicas de investigación mixta (cuantitativa y cualitativa) debido a la naturaleza del grupo objetivo; los resultados obtenidos fueron tabulados y analizados, permitiendo generar recomendaciones de orden metodológico, práctico y conceptual para aquellos estudiantes de Comunicación Publicitaria y carreras a fines que deseen realizar campañas o futuras investigaciones dirigidas a este grupo objetivoTesis (Publicista) -- Universidad Autónoma de Occidente, 2004PregradoPublicist

Huella ambiental del hospital Meissen II nivel E.S.E. Bogotá D.C.

Actualmente se está presentando a nivel mundial; la problemática del cambio climático. Este concepto: se refiere a la alteración en el clima de la Tierra, debido en gran parte a la actividad humana, (Margarita Caballero, 2007).Los hospitales son lugares donde se produce un uso masivo de dichos recursos, en especial el agua y la energía; además de ser unos grandes contribuyentes al aporte de residuos de todo tipo tanto peligrosos como son: los de riesgo biológico, biosanitarios, corto punzantes y químicos; como los no peligrosos que son: los residuos biodegradables, reciclables, inertes y ordinarios son generados en la prestación de sus servicios que en gran parte son mal clasificados dándole una mala disposición final que genera más contaminación; tanto a nivel intra como extra hospitalario.Por esta razón se realizó una revisión documental, buscando indagar cuál es la huella ambiental que genera   el Hospital Meissen II nivel

Factores asociados a la elección de carrera y universidad

RESUMEN: Con el fin de identificar factores asociados a la elección de carrera y universidad, se realizó un estudio, mediante una encuesta, a los estudiantes de undécimo grado de establecimientos educativos ubicados en la zona urbana de los municipios de Santas Bárbara, La Pintada, Fredonia y Barbosa en el departamento de Antioquia. Los resultados muestran que el 28% de los estudiantes se inclinan por carreras del área de salud tales como medicina, veterinaria, enfermería y odontología. Además, se detectó que en la elección del estudiante ejercen influencia los padres, familiares más cercanos y amigos. Esta influencia se ejerce, muchas veces, de manera indirecta, ya que tanto los padres como los hijos no reconocen conscientemente la influencia que está en juego. Por otro lado, se halló que el 80% de los estudiantes prefieren estudiar en las universidades públicas como la Universidad de Antioquia y la Universidad Nacional, pues consideran que "son favorables económicamente" y "tienen calidad académica”. El proceso de elección de carrera y universidad, al margen de los determinantes externos, se encuentra regulado por las elecciones particulares de cada individuo, las cuales se reflejan en los imaginarios en los que basa el estudiante para hacer su elección