III Jornadas de Investigación JOIN 2011

III JORNADAS DE INVESTIGACIÓNFACULTAD DE INGENIERÍAS

JOIN 2011

Septiembre 28, 29 y 30ISBN No. 978 – 958 – 8474 – 19 – 9

SeptIemBre 28, 29 y 30


JOIN 2011

ISBN No. 978 – 958 – 8474 – 19 – 9

rectorFray mIguel ÁNgel BuIleS urIBe o.F.m

Secretario GeneralFray JoSé NorBerto agudelo loaIza o.F.m

Vicerrector adminiStratiVoFraNcISco SuÁrez urquIJo

Vicerrector académicoJorge a. Herrera BuIleS

director de inVeStiGacioneSÁNgel rodrIgo Vélez Bedoya

decana Facultad de inGenieríaSmartHa cecIlIa meza pelÁez

comité orGaniZador

Helena péreZ GarcéS coordINadora de INVeStIgacIoNeS, Facultad de INgeNIeríaS

eVer alberto VeláSqueZ SierraJeFe de Área cIeNcIaS BÁSIcaS

andréS mauricio cárdenaS torreSJeFe de líNea roBótIca, SIStemaS de coNtrol y poteNcIa

beatriZ liliana GómeZ GómeZJeFe de líNea geStIóN y deSarrollo INduStrIal

carloS arturo caStro caStroJeFe de líNea eN INgeNIería del SoFtware y telecomuNIcacIoNeS

edGar Serna m.doceNte INVeStIgador INgeNIería de SIStemaS

GuStaVo adolFo meneSeSdoceNte INVeStIgador INgeNIería electróNIca

Facultad de INgeNIeríaS dIreccIóN de INVeStIgacIoNeS

uNIVerSIdad de SaN BueNaVeNtura medellíN

PRESENTACIÓN

La facultad de ingenierías y la Coordinación de investigaciones con apoyo de la dirección de investigaciones, los semilleros de investigaciones de la facultad, la rama IEEE USB-Med presenta a la comunidad investigativa de ingenieros y áreas relacionadas de la región, las terceras Jornadas de Investigación de la Facultad de Ingeniería JOIN 2011. El evento se llevó a cabo en el marco del Congreso Colombiano de Ingenierías Verdes, en los días 28, 29 y 30 de septiembre de 2011, en las instalaciones de la Universidad de San Buenaventura Seccional Medellín, sede San Benito.

JOIN 2011 tiene por objetivo la promoción y divulgación de la investigación en ingenierías en las siguientes áreas:

• Robótica.• Sistemas de control y potencia.• Procesamiento digital de señales.• Gestión y desarrollo territorial.• SistemasdeinformaciónGeográfica.• Gestión y desarrollo industrial.• Logística y Trasporte.• Logística interna.• Mejoramiento continuo.• Seguridad industrial y salud ocupacional.• Ingeniería de software.• TICs y educación.• Seguridad informática.• Gestión de TI.• Ciencias básicas aplicadas a la ingeniería. • Física de nuevos materiales.• Modelado y simulación.• Tecnología audiovisual.


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AGRADECIMIENTOS

A Julián Alberto Restrepo Aguirre, estudiante de Sexto Semestre de Ingeniería de Sistemas, Semillero de investigación en Ingeniería del Software-SisUsbMed, por el diseño del Logo del JOIN.

A Jhonatan Arroyave Jaramillo, estudiante de Octavo Semestre de Ingeniería de Sistemas, por el diseño de los Libros JOIN 2011 y CCIV 2011.

A IREKO por el suministro de la papelería ecológica.

A Jorge Campuzano, estudiante de Ingeniería de Sistemas, por la administración del sitio web del evento.

A Miguel Angel Palacio Urrego de Proyección Institucional por los logos y las e Ecard del evento.

A Marisela Uribe, Carlos Cortés e Iván Zalazar del departamento de Informática de la institución, por el apoyo en la grabación y transmisión del evento (Streaming y RENATA).

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AGRADECIMIENTOS A CONFERENCISTAS

A Gustavo Wilches Chaux por la conferencia “Relación Medioambiente e Ingeniería” “Desarrollo, Valores y Seguridad Territorial“.

A Libardo Londoño por la conferencia “Técnicas estadísticas para el tratamiento de datos ambientales“.

A John Fernando Escobar por la conferencia “La Geomodelación en la Exploración del Recurso Hídrico Subterráneo“.

A Sergio H. Lopera Castro por la conferencia “¿Es posible hacer ingeniería verde sin haberse formado para ello? “.

A Jovanni Jiménez por la conferencia “Experiencia en el uso de estrategias activas en educación superior. Caso Robótica“.

A Rudy Cepeda Gómez por la conferencia “Análisis de Estabilidad en algoritmos de Consensos afectados por retardos”.

A Juan David Vanegas por la conferencia “La Aventura de crear empresa: Go-Composites“.

A Rafael A. Silva por la conferencia “Obteniendo Resultados Tangibles del LMS”.

A Carlos Alberto Cortés López por la conferencia “Virtualización de Centro de Datos”.

UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA MEDELLÍNSEDE SAN BENITO


UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA MEDELLÍNSEDE SALENTO

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CONTENIDO

Pág.

1. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN ALGORITMOS DE CONCENSO AFECTADOS POR RETARDOS .................................................................................................................. 20

2. APLICACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS MÓVILES PARA LA GESTIÓN DE LA SEGURIDAD DEL CONTROL DE ACCESOS ................................................................... 24

3. SISTEMA MECATRÓNICO PARA LA INTERPRETACIÓN DE LA LENGUA DE SEÑAS COLOMBIANA........................................................................................................ 30

4. DISEÑO DE UN MODELO PARA EL ASEGURAMIENTO DE INGRESOS EN EL PROCESO DE VENTAS EN EL SECTOR RETAIL USANDO DINÁMICA DE SISTEMAS....................................................................................................................... 35

5. MODELO PARA GESTION Y ANALISIS DE DATOS ESTADISTICOS EN INVESTIGACION APLICADA ............................................................................................ 37

6. LEAN UNIVERSITY: HERRAMIENTAS DE EXECELENCIA OPERATIVA UTILIZADAS TAMBIÉN EN LA UNIVERSIDAD ............................................................. 42

7. AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL APLICADA A LA UBICACION DE LIBROS EN BIBLIOTECAS ...................................................................................................................... 47

8. DISEÑO ELECTRÓNICO PARA UN ROBOT CARTESIANO .......................................... 519. ADQUISICIÓN DE DATOS DE UNA UNIDAD DE MEDICIÓN INERCIAL

UTILIZANDO INSTRUMENTOS VIRTUALES ................................................................. 5610. MÉTODOS FORMALES: PERSPECTIVA Y APLICACIÓN FUTURA ............................. 6411. IMPLEMENTACIÓN CON HERRAMIENTAS FOSS (FREE OPEN SOURCE

SOFTWARE) PARA LA ADMINISTRACIÓN DEL PATRIMONIO CULTURAL E HISTÓRICO EN SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. CASO DE ESTUDIO MEDELLÍN ......................................................................................................... 69

12. LA SIMULACIÓN CON PROMODEL, COMO ESTRATEGIA DE ENSEÑANZA EMPRESARIAL PARA ESTUDIANTES DEL CENTRO DE ESTUDIO REGIONAL –CERES UNAB, EN EL MUNICIPIO DE SABANA DE TORRES.................................... 74

13. SISTEMA DE MEDICIÓN PARA LA CARACTERIZACIÓN ACÚSTICA DE MATERIALES A INCIDENCIA NORMAL DEL SONIDO.................................................. 79

14. SÍNTESIS DE UN BANJO POR MODELADO FÍSICO UTILIZANDO GUÍAS DE ONDAS DIGITALES............................................................................................................. 86

15. INTEGRACIÓN DE TECNOLOGÍAS LIBRES Y PROPIETARIAS, PLATAFORMA DE OMUNICACIÓN, CASO CYS TECNOLOGÍA S.A ............................................................ 92

16. “EDUCABOT: ROBOT EDUCATIVO” ............................................................................... 9917. ARQUITECTURA PARA LA CREACIÓN DEL GEOPORTAL PATRIMONIO

CULTURAL DE MEDELLIN -GEOWEB USBMED- ......................................................... 110


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Pág.

18. ESTIMACIÓN DEL POTENCIAL DE ENERGIA EÓLICA EN UNA UBICACIÓN

URBANA DEL NOROCCIDENTE DE LA CIUDAD DE MEDELLIN ............................ 12019. PROCESO ÁGIL DE INGENIERÍA DEL SOFTWARE PARA OBJETOS VIRTUALES

DE APRENDIZAJE .............................................................................................................. 13320. IDENTIFICACION Y EVALUACION DE RIESGOS EN LAS ZONAS

DEPORTIVAS DE LA UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA .................................... 13821. PANORAMA DE RIESGOS PARA UN SISTEMA DE SEGURIDAD Y

SALUD OCUPACIONAL EN LA UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA - MEDELLÍN ....................................................................................................................... 144

22. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN ROBOT BÍPEDO ANTROPOMÉTRICO ...... 148 23. ANTROPOMÉTRICO VEHÍCULO ROBÓTICO OMNIDIRECCIONAL PARA LA

ENSEÑANZA DE GEOMETRÍA A NIÑOS EN EDUCACIÓN BÁSICA PRIMARIA ... 15324. ACTUALIZACION DEL PLAN DE MANEJO INTEGRAL DE RESIDUOS SOLIDOS -

UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA MEDELLIN - SAN BENITO ........................ 16025. COMPARACIÓN ENTRE LA SINTESIS POR IDENTIFICACIÓN DE SISTEMAS

CON REDES NEURONALES Y LA SÍNTESIS POR MODELADO FÍSICO POR GUÍA DE ONDA DIGITAL, DE UN INSTRUMENTO DE CUERDA RASGADA .......... 165


JOIN 2011

PONENCIAS


1. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN ALGORITMOS DE CONCENSO AFECTADOS POR RETARDOS

Rudy Cepeda Gómez 1, 2, a, Nejat Olgac 1, 2, b

1 University of Connecticut2 ALARM: Advanced laboratory for Automation Robotics and Manufacturing.

a [email protected], b [email protected]

Introducción y trabajos previos.

En años recientes, los problemas de coordinación de sistemas multi-agente han recibido gran atención por parte de muchos grupos de investigación alrededor del mundo. Este interés ha sido motivado principalmente por el amplio espectro de aplicaciones que estos sistemas poseen, como vuelo en formación de vehículos aéreos no tripulados, tareas automáticas de búsqueda y rescate, sistemas inteligentes de transporte, entre muchas otras. Una revisión de la literatura concerniente a estos sistemas se puede encontrar en (Murray 2007) y (Olfati-Saber, Fax and Murray 2007). Dentro de todas estas aplicaciones, un elemento común es la necesidad de lograr un acuerdo, un consenso, en el valor de cierta variable de interés para el problema, como puede serla velocidad de un vuelo en formación o la posición del blanco en una tarea de ataque coordinado.

El objetivo de un algoritmo o protocolo de consenso es lograr que los miembros del grupo lleguen a un acuerdo mediante el intercambio de información local. El valor final de esta variable depende de las condicionesiniciales de los agentes y de la estructura de comunicación entre ellos. El primer protocolo de consenso fue introducido en (Vicsek, et al. 1995). En éste, los miembros de un equipo de agentes autopropulsados, modelados con una dinámica discreta de primer orden, utilizan información proveniente de sus vecinos para alinear sus rumbos en una dirección común. Tras este trabajo pionero, Olfati-Saber y Murray (Olfati-Saber and Murray 2004) estudiaron el problema de consenso en redes de agentes con dinámicas continuas de primer orden. Ellos introdujeron conceptos derivados de la teoría de grafos para el análisis de estabilidad, incluyendo casos con estructurasdecomunicaciónfijasovariables,conysinretardosdecomunicación.Apartirdeesteartículo,muchos investigadores han extendido el estudio de problemas de consenso para incluir agentes con dinámicas de segundo orden, estructuras de comunicación variables, y retardos. Algunos ejemplos de la gran cantidad de literatura que se puede encontrar en el área incluyen (Lin, Jia and Du, et al. 2008), (Lin and Jia 2009), (Ren 2008), (Cepeda-Gomez and Olgac 2011), (Cepeda-Gomez and Olgac 2011).

Sin embargo, a pesar de la gran cantidad de trabajos publicados sobre este tema, la literatura acerca de problemas de consenso afectados por retardos de comunicación existente, aún carece de una determinación exacta del máximo valor del retardo que puede ser tolerado por el sistema antes de perder sus propiedades de estabilidad y convergencia: todos los trabajos previos ofrecen tan solo una cota máxima, bastante conservadora en algunos casos.

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En este trabajo se aprovecha una técnica de análisis de para sistemas lineales con retardos, conocida como CTCR (Cluster Tretament of Characteristic Roots, tratamiento en grupo de raíces características) e introducida en (OlgacandSipahi2002),paraobtenerunmargendeestabilidadexactoconrespectoalretardo.Parasimplificarel problema y facilitar la el análisis de estabilidad, se efectúa un paso previo, consistente en la factorización de la ecuación característica del sistema.

Resultados Principales: Nuevo Procedimiento Para Análisis de Estabilidad

La metodología tradicionalmente utilizada en el análisis de estabilidad de sistemas con retardos, y que es empleada en y para estudiar los protocolos de consenso allí introducidos, se basa en la aplicación de los teoremas deLyapunov-KrasowskiiydeLyapunov-Razhumikin,yrequieredefinirunaLMIyevaluarsusolución.Losresultados de este análisis no son explícitos, y por lo tanto resultan difíciles de aplicar, amén de ser tan solo conservadores.Comounaalternativa,unsistemalinealconretardos,definidoenlaformax(t)=Ax(t)+Bx(t-τ),puede analizarse utilizando la técnica CTCR. Cualquiera de estas dos alternativas, sin embargo, requiere un podercomputacionalsignificativo,especialmentecuandoelnúmerodemiembrosdelequipoesgrande,debidoa que el tamaño de las matrices involucradas en las LMI y el orden de los casi-polinomios característicos del sistema están directamente relacionados con el tamaño del grupo. A medida que el número de agentes se incrementa, el problema se vuelve intratable rápidamente.

Tras observar algoritmos de consenso con retardo propuestos por diferentes autores (Cepeda-Gomez and Olgac 2011) (Lin and Jia 2009) (Lin, Jia and Du, et al. 2008), se llega a la conclusión de que éstos comparten una estructura común, dada por:

siendo In la matriz identidad de orden n (número de miembros del grupo) y una matriz relacionada con la estructura de comunicación del grupo. Las matrices son generadas por la ley de control utilizada en cada caso y su orden, r, es igual al orden de la dinámica de los agentes. El símbolo representa el producto de Kronecker (Schaefer 1996).

Una característica especial de (1) es que la matriz M es siempre diagonalizable, por lo tanto, existe una matriz no singular T tal que ,siendoΛunamatrizdiagonalcuyoselementos son los valores propios de M. Partiendo de esto, se propone una transformación de estado , con la cual el sistema (1) se convierte en:

Dado que son matrices diagonales, (2) se encuentra en forma diagonal por bloques, lo que implica que

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este sistema se puede representar como un conjunto de n subsistemas desacoplados, cada uno con dinámica dada por:

Luego, la ecuación característica del sistema completo puede expresarse como el producto de factores:

Siendo los factores de un orden reducido, cada uno puede ser fácilmente analizado utilizando la metodología CTCR para obtener aquellas regiones del espacio de parámetros en la que éste es estable. Estas regiones individuales son luego intersectadas para obtener las combinaciones de retardos y ganancias de realimentación que garantizan estabilidad para el sistema completo. Puesto que el único elemento que discrimina un factor del otroesλ_j,sóloserequiererealizarelanálisisdeestabilidaddeunfactorcorrespondienteaungenérico,paraluego obtener los resultados de manera numérica. La reducción en la demanda computacional que se consigue es enorme.

Esta propiedad de factorización de la ecuación característica del sistema, que había pasado inadvertida para otros investigadores, representa la principal contribución del presente trabajo. Este resultado ha permitido, además del estudio de la estabilidad absoluta del sistema, el estudio de la estabilidad relativa (velocidad de consenso) y del efecto que cada factor tiene en el comportamiento del sistema.

Como paso siguiente, es posible demostrar que uno de los factores en (4) está relacionado con la dinámica del valor de decisión del grupo, es decir, el valor que el estado de los agentes alcanza si el sistema es estable. Elvalorpropiocorrespondienteaestesubsistemaesfácilmenteidentificableencadaprotocolo.Losdemásvalorespropiosgeneranladinámicadedesacuerdo,quedefinesielconsensoselograono.Estaseparaciónestá siendo aprovechada para la creación de un algoritmo de control de formación.

Conclusión

El presente trabajo estudia diferentes algoritmos de consenso para sistemas multi-agente afectados por retardos decomunicaciónyproponeunatécnicaquesimplificaelanálisisdeestabilidaddelosmismos.Lafactorizaciónde la ecuación característica del sistema, combinada con la técnica CTCR permite obtener resultados exactos, completos y explícitos en cuestión de segundos, sin importar el tamaño del grupo o la complejidad de la red de comunicación.

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Bibliografía

[1] Cepeda-Gomez, R., and N. Olgac. “An Exact Methodology for the Stability Analysis of Linear Consensus Protocols with Time-Delay.” IEEE Transactions on Automatic Control 56, no. 7 (2011): 1734-1740.

[2] Cepeda-Gomez, R., and N. Olgac. “Exahustive Stability Analysis in a Consensus System with Time Delays and Irregular Topologies.” International Journal of Control 84, no. 4 (2011): 746-757.

[3] Lin, P., and Y. Jia. “Further Results on Decentralised Coordination in Networks of Agents with Second Order Dynamics.” IET Control Theory and Applications 3, no. 7 (2009): 957-970.

[4] Lin, P., Y. Jia, J. Du, and S. Yuan. “Distributed Control of Multi-agent Systems with Second-Order Agent Dynamics and Delay-Dependent Communications.” Asian Journal of Control 10, no. 2 (2008): 254-259.

[5] Murray, R. “Recent research in Cooperative Control of Multivehicle Systems.” Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, Transactions of the ASME 129, no. 5 (2007): 571-583.

[6] Olfati-Saber, R., and R. Murray. “Consensus Problems in Networks of Agents with Switching Topologies and Time-Delays.” IEEE Transactions on Automatic Control 49, no. 9 (2004): 1520-1533.

[7] Olfati-Saber, R., J. A. Fax, and R. Murray. “Consensus and Cooperation in Networked Multi-Agent Systems.” Proceedings of the IEEE 95, no. 1 (2007): 215-233.

[8] Olgac, N., and R. Sipahi. “An Exact Methodology for the Stability Analysis of Time-Delayed Linear Time Invariant Systems.” IEEE Transactions on Automatic Control 42, no. 5 (2002): 793-797.

[9] Ren, W. “On Consensus Algorithms for Double Integrator Dynamics.” IEEE transactions on Automatic Control 53, no. 6 (2008): 1503-1509.

[10] Schaefer, R. D. An Introduction to Nonassociative Algebras. New York: Dover, 1996.

[11] Vicsek, T., A. Czirók, E. Ben-Jacob, I. Cohen, and O. Shochet. “Novel Type of Phase Transistion in a System of Self-Driven Particles.” Physical Review Letters 75, no. 6 (1995): 1226-1229.

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2. APLICACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS MÓVILES PARA LA GESTIÓN DE LA SEGURIDAD DEL CONTROL DE ACCESOS

M.I. Israel Castellanos Reyes 1, a, M.I. Ted Echeverría Dionisio 1, b, c,, I.S.C. Arturo Estudillo Quilantán 1, c

1 Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcosa [email protected], b [email protected],

c [email protected], d [email protected]

El tema de la inseguridad en México es una situación altamente preocupante. En diferentes entidades del país se registra un sinnúmero de delitos al año, dentro de los cuales destaca el robo en sus diferentes manifestaciones. Una de las formas de robo más denunciadas es la que se realiza a casas-habitación. Los costos que la delincuencia ocasiona a la sociedad en general, alcanzan los 120 mil millones de dólares al año, equivalente al 15% del producto interno bruto [1]. Debido a lo anterior muchos empresarios y particulares comienzan a buscar opciones que incrementen la seguridad personal y patrimonial, en un mercado donde existennumerosasalternativas,tantoparaelhogarcomoenoficinasdediferentesinstituciones;sinembargosuelen ser costosas y aun así son vulnerables.

Uno de los equipos de las TIC mayormente utilizados en la actualidad son los teléfonos móviles. Según datos arrojados por la COFETEL [2], para Enero de 2010 habría más de 84.1 millones de usuarios de telefonía

móvil,comoseobservaenlagráfica1.

Figura 1: Usuarios de telefonía móvil. Fuente: Dirección de Información Estadística de Mercados, COFETEL, con información proporcionada por los concesionarios.

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De esta manera se aprecia que la telefonía móvil es ampliamente utilizada por más del 75% de la población, con una penetración de 77.4 usuarios por cada 100 habitantes [3]. La necesidad de comunicación ha alcanzado el nivelenelquenoessuficientecontarconteléfonosbase,detalformaqueesdelomáscomúnqueloscelularessean utilizados por todos los miembros de la familia. Los desarrolladores de software han incursionado en el mundo de estos dispositivos y cada vez es más frecuente emplearlos como portadores de sistemas complejos de gran diversidad, ya sea para comodidad, diversión o para efectos laborales.

El presente proyecto ha sido diseñado para mejorar la seguridad de acceso a hogares y negocios, siendo su objetivo principal, incrementar la seguridad a través de la integración de herramientas computacionales, innovando en el uso de las tecnologías de la información y la comunicación mediante el empleo de aplicaciones para dispositivos móviles, redes inalámbricas, sistemas embebidos, y robustas aplicaciones de escritorio. De esta manera, implementa una aplicación para teléfonos celulares que sustituye las llaves tradicionales por clavesdigitalesqueseenvíanmediante Bluetootha lacerradura,paraqueésta lasevalúe identificándolascomopermitidasodenegadas.Paraadministrarlaconfiguracióndeaccesos,seutilizaunsistemadecontrolencargadodeconfigurarlasllavesyaplicarrestriccionesdehorarios,aspectosquesenotificanalacerraduraelectrónica usando Wi-Fi. La cerradura electrónica, que representa un tercer elemento del sistema, recibe y evalúa las llaves enviadas desde el celular del usuario, permitiéndole o no el acceso, y registrando el evento ocurrido para enviarlo al sistema de control.

Figura 2: Diagrama de interrelación de subsistemas

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uNIVerSIdad de SaN BueNaVeNtura medellíNuNIVerSIdad de SaN BueNaVeNtura medellíN

Para lograr el objetivo planteado, se integra la utilización de tres subsistemas que ofrecen un control apropiado de la seguridad de accesos, reduciendo la posibilidad de entrada a personas no autorizadas al incluir varios niveles de autenticación. La integración de estos subsistemas incrementa la seguridad al utilizar cerraduras electrónicasespeciales,querecibenunaclavedigitalvíaBluetooth,haciendoquenoseasuficientecontipiarun código o deslizar una tarjeta, sino que ahora se requiere la presencia de un celular previamente registrado (por la aplicación de escritorio) que ejecute una aplicación especial mediante la cual se envía una llave digital, que debe coincidir con las que el sistema registró en la memoria de la cerradura.

Para poder evitar la suplantación de identidad, al momento de generar la llave, no solo basta con que el usuario introduzcasupalabrasecreta,sinoqueademás,elprogramaagregaalacadenadatosqueidentifiquenelequipode donde se está generando. Así, cuando el usuario envía su llave, esta no podrá ser reproducida desde otro teléfono al que no se le haya asignado, aun con el mismo password. No obstante, se le agregó a esta aplicación un módulo de autenticación, donde el usuario deberá ingresar su nombre de usuario y contraseña para acceder, disminuyendo el riesgo de que alguien pueda generar una llave desde ese dispositivo.

Este sistema de seguridad cuenta con una aplicación que permite administrar los accesos y configurar lacerradura mediante el envío de instrucciones propias utilizando Wi-Fi. Desarrollada bajo la arquitectura de N capas y apegándose a la metodología RUP, la aplicación se encuentra desarrollada en ambiente Microsoft Visual Studio2008,utilizandounafrontera(interfazgráfica)enWindowsPresentationFoundation,unapersistenciabasada en el motor Microsoft SQL Server 2005 y fundamentando el código de la lógica de negocios, control y entidades en C#.

Figura3:Modulodeconfiguraciónyrespaldo.

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Una vez que existan en la base de datos los teléfonos celulares autorizados y las cerraduras existentes, se procede a capturar las llaves lógicas que serán recibidas por la cerradura desde el celular vía Bluetooth, permitiendo o denegando su entrada. Para dar de alta una llave, se debe elegir primero el celular que estará ligado a ella y la cerradura que podrá abrir, una vez hecha esta relación, se ingresa una clave alfanumérica de máximo 6 caracteres, así como la fecha inicial y de vencimiento para determinar el intervalo de tiempo en que será efectiva dicha clave. Con estos datos se construye la llave lógica que será almacenada en las cerraduras y conlascualesseverificarálaposibilidaddeaccesoporpartedelossolicitantes.

Figura 4: Módulos Bluetooth y Wi Fi conectados al Microcontrolador AT89C51

Se desarrolló una interfaz receptora de la llave enviada por el celular, con la capacidad de almacenar las diferentes combinaciones válidas para cada uno de los usuarios, así como el registro de los eventos ocurridos. LosaspectosqueseconsideraronsonquelacerraduradebíarecibirvíaWi-Filaconfiguracióndesdeelsistemacentral en el interior del domicilio, almacenar esa información y compararla con los datos que se reciban por el puerto Bluetooth. Utilizando un microcontrolador [4] AT89C51 y multiplexando su puerto serial a los módulosBluetoothMTS2BTSMIyWi-FiMT800SWMdeMultitech,serecibeelflujodedatosprovenientesdel teléfono móvil o de la computadora, interpretando mediante el uso de interrupciones la fuente de los datos [5].

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Figura 5: Diagrama de bloques de la cerradura

Este sistema representa una respuesta a la demanda social existente en carácter de seguridad. La existencia de un delito genera una importante pérdida económica que alcanza a víctimas directas e indirectas, por lo que el objeto de la realización de este proyecto fue poder ofrecer una alternativa que permita ayudar a reducir estas mermas. Con este conjunto de aplicaciones propuesto, se busca dar solución a las necesidades básicas de seguridad que se detectan en hogares y negocios, teniendo entonces la encomienda de realizar un software adaptable al medio en que se desenvuelva. Este proyecto innova en el uso de las tecnologías de la información ylacomunicaciónencampospocousuales,comolaresolucióndeproblemassocialesyespecíficamentelainseguridad, al mismo tiempo que combina diferentes áreas de las TIC, como redes inalámbricas y los sistemas embebidos. El aprovechamiento de todas las herramientas que ofrece el campo de la informática y la versatilidad de las comunicaciones a través de radiofrecuencias, en conjunto con el soporte de la electrónica, permite dar origen a una de las soluciones de software más creativas y revolucionarias en la región.

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Bibliografía

[1].PERDOMO, Juan Fernando. «Seguridad y justicia en México.» El mundo de Córdoba, 21 de Mayo de 2009.[2]. REYES, Beatriz. Telefonia Movil. COFETEL. 10 de Enero de 2008. http://www.cofetel.gob.mx/work/sites/Cofetel_2008/resources/archTelMovil/TelMovilUsuarios.ppt(últimoacceso:27deAbrilde2010).[3].REYES, Beatriz. Telefonia movil. COFETEL. 10 de Enero de 2008. http://www.cofetel.gob.mx/work/sites/Cofetel_2008/resources/archTelMovil/TelMovilPenetracion.ppt(últimoacceso:27deAbrilde2010).[4]. José Adolfo González Vázquez, “Introducción a los Microcontroladores”, edit. Mc Graw Hill, pp.183-211, 1992.[5]. Néstor González Sáenz, “Comunicaciones de datos”, edit. Mc. Graw Hill, pp. 33-40.

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3. SISTEMA MECATRÓNICO PARA LA INTERPRETACIÓN DE LA LENGUA DE SEÑAS COLOMBIANA

Andrés Mauricio Cárdenas Torres 1, 2, 3, a, b, León Mauricio Rivera Muñoz 1, 2, 3, a, c,Sebastián Gil Arboleda 1, 2, 3, a, d, Luisa Fernanda Rivera Chica 1, 2, 3, a, e,

Juan Sebastián Benjumea Herrera 1, 2, 3, a, f

1 Universidad de San Buenaventura2 Grupo de Investigación Modelamiento y Simulación Computacional

3 Semillero de Investigación SIRMOa [email protected], b [email protected],

[email protected],[email protected],e [email protected], f [email protected]

En la actualidad hay más de 70 millones de personas sordas en todo el mundo según datos publicados por la Federación Mundial de Sordos, lo que ha llevado a la adaptación del lenguaje según las diferentes culturas y costumbres. No existe una lengua de señas universal, incluso, existen diferencias entre lenguas de señas usadas en un mismo país, esto se debe a como se adaptan los códigos en cada una de las comunidades a través del tiempo.

La comunidad sordomuda de Colombia dispone de la lengua de señas colombiana (LSC), creada para incluirlos en el ámbito educativo, y poder ofrecer carreras universitarias a personas con discapacidad auditiva, pero hasta el momento no se logran los objetivos, según un artículo publicado el 17 de octubre de 2010 en el periódico el Colombiano, el redactor Alejandro Gómez Valencia dice en el título de su nota, “Están aislados en un mundo sordo”(Valencia2010),enél,cuentaladificultadquetieneelsistemaeducativoparalainclusión;comentaque la Universidad de Antioquia llevo a cabo un examen de admisión para personas sordomudas, pero fue un intento fallido, se encontraron en un contexto sin estándares, los sordomudos provenientes de todas partes del país no se comunicaban bajo el mismo código. Es así como los esfuerzos del Instituto Nacional para Sordos (INSOR) están enfocados en la difusión del LSC a través de capacitaciones para intérpretes, realizadas en las ciudades más importantes de Colombia, para así tener un patrón y permitir el desarrollo de procesos de inclusión de la población sorda en los diferentes ámbitos sociales.

Estado del Arte

La ciencia y la tecnología están tomando parte en la difícil tarea de ayudar a la comunidad en situación de discapacidad, entre los esfuerzos que se han hecho a nivel mundial para eliminar dichas barreras comunicativas, sobresalen los sintetizadores de voz, que se encargan de convertir en sonido las palabras que el usuario escribe a travésdeltecladoyquesevisualizanenunapequeñapantalla.Peroenlatecnología,nadaestálosuficientementebien hecho como para no tratar de mejorarlo, es así como se busca la evolución de los sintetizadores de voz, pero ya no controlados con los dedos sino con el cerebro directamente. En (Smith 2008) , se describen los trabajos en investigación adelantados por la Universidad de Boston, en los cuales, se ha logrado hasta el momentoimplantarunelectrodoenelcerebrodeunpacienteincapazdemoverseycomunicarse,conelfinde


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interpretar las señales provenientes del cerebro cuando intenta hablar, a la fecha, se han logrado reconocer tres vocales con gran precisión a la velocidad de una conversación normal, asegura Frank Guenther, investigador principal en el proyecto. El objetivo con esta investigación, es lograr en cinco años que el paciente sea capaz de hacer uso de la interfaz cerebro-ordenador para producir cualquier palabra, también pretenden, que gracias a los avances de la ciencia y la medicina, sea posible implantar más electrodos en el cerebro del paciente para obtener así una señal más detallada.

Igualmente se han desarrollado investigaciones que buscan adaptar a las personas que no tienen ningún tipo de discapacidad comunicativa, a los sordomudos, en la Universidad Politécnica de Madrid se concibió la idea y se desarrolló un método estadístico capaz de reconocer las palabras introducidas al ordenador por medio de un micrófono, al analizar la señal de entrada determina, mediante reconocimiento de voz, que fue lo que se dijo, y así, con la ayuda de una animación computarizada, se representa en pantalla mediante la lengua de señas española.Latraduccióndelenguajeoralalenguadeseñassehacemediantetransductoresdeestadosfinitos,enlaactualidad,dichosoftwareseencuentraenfuncionamientoyreconocelasvocesconfiguradasenél,sedefineendichoproyectocomotrabajofuturoelensayodelprototipoparalacomunicaciónentresordomudosy la policía (B Gallo San Segundo s.f.).

Otro proyecto interesante es el caso del traductor de señas norteamericano, como se describe en (R Martin 2006) , en el 2006 se desarrolló un dispositivo electrónico que permitía a los sordomudos comunicarse con las personas oyentes, esto lo lograron incorporando un casco que debía usar la persona sordomuda, en este, se implementó una cámara y un sistema de reconocimiento de imágenes que, solo en un ambiente controlado, se reconocían con una certeza del 97.8% cuarenta diferentes vocablos, entre verbos, sustantivos, adjetivos y pronombres. Con el inconveniente de no poder realizar pruebas en ambientes por fuera del laboratorio, se tomó la decisión de incluir un nuevo sistema sensor, compuesto por un guante con seis acelerómetros, los cuales enviaban los datos necesarios para el reconocimiento de la lengua de señas americana, lo que sirvió como complemento al sistema de reconocimiento de imágenes anteriormente implementado.

Con base en lo expuesto, el presente proyecto busca facilitar la comunicación a través de la tecnología, de laspersonasquesufrendehipoacusiaenColombia;sepretendeimplementarundispositivomacatrónicoquepermita traducir y reproducir en sonido la lengua de señas Colombiana. Como resultado, se podrán reconocer perfilesdeseñaleseléctricasatravésdeltiempo,haciendoposiblelacodificacióndelalenguadeseñas,paratransmitirlas hacia un ordenador que emitirá sonidos a manera de voz.

Resultados.

Para este trabajo se hace el reconocimiento de tres palabras contenidas en el DBLSC, se quiere expresar la frase: “Hola, yo soy ingeniero”, vale resaltar la estructura gramatical de la lengua de señas, en esta no se expresan las ideas de la misma manera como se hace en la expresión oral, por tal motivo, aunque la frase está compuesta por cuatro vocablos, solo es necesario representar tres de ellos, que son: Hola, yo e ingeniero, el vocablo sobrante, soy, debe ser entendido por el receptor de acuerdo al contexto de la frase. A continuación se presentan las palabras a utilizar en el proyecto.

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Figura1.Representacióndelartículolexicográfico“Hola”[14]p.489

Figura2.Representacióndelartículolexicográfico“Yo”.Ibid,p.15

Figura3.Representacióndelartículolexicográfico“Ingeniero”.Ibid,p.229

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Para interpretar las palabras, es necesario reconocer diferentes magnitudes físicas que se presentan tras el movimiento de la mano durante la representación de la lengua de señas colombiana, esto permite obtener información que sirva como punto de diferenciación entre cada una de las palabras representadas con la mano derecha. En busca de tal objetivo, se hace uso de diferentes tipos de sensores, circuitos de adquisición de datos y de un guante portador de los dispositivos implementados en este proyecto siguiendo el esquema que se enseña en la Figura 4.

Figura 4. Esquema de funcionamiento del sistema.

Con el sistema de medición de las variables escogido, se logró la caracterización de 5 de las N variables utilizadas para la interpretación, por lo que, luego de realizar las respectivas mediciones, se encontraron las tendencias de cada palabra, las cuales pueden ser observadas en la Figura 5. Tras esta medición se procedió a realizar la interpretación, logrando que por los altavoces del computador se escuchara “Hola”, “Yo”, “Ingeniero”.

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Figura 5. Frase “Hola“, “Yo”, “Ingeniero”

Trabajo Futuro.

La segunda fase del proyecto pretende trabajar con niños con discapacidad auditiva, para esto se gestionará el consentimiento informado y el convenio con la Institución Educativa Francisco Luis Hernández.

Se pretende caracterizar el abecedario y otro conjunto de palabras, con un conjunto de niños, por lo que se deberán realizar más guantes prototipo para realizar las pruebas.

Buscarcofinanciacióndelproyectoparaincluirunnuevoconjuntodevariablesfísicaspresentesenlaejecuciónde las señas.

Bibliografía

[1] B Gallo San Segundo, L D F Haro, F Fernandez. «Speech into sing languagestatical translation system for deaf people.» UPM, s.f.

[2] R Martin, J Hernandez, T Starner, V Henderson, H Brashear, D Ross. «Towards a one-way american singn language traslator.» 2006.

[3] Smith, K. «Brain implant allows mute man to speak.» Naturenews, 2008.

[4] Valencia, Alejandro Gomez. «Estan aislados en un mundo sordo.» El Colombiano, 17 de 10 de 2010.


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4. DISEÑO DE UN MODELO PARA EL ASEGURAMIENTO DE INGRESOS EN EL PROCESO DE VENTAS EN EL SECTOR RETAIL

USANDO DINÁMICA DE SISTEMAS

Paulo Felipe Prado Gärtner 1, a, Maria del Carmen Escudero Vahos 1, b

1 Universidad de San Buenaventuraa [email protected], b [email protected]

Actualmente las organizaciones se ven cada vez más afectadas por las diferentes crisis financieras quese presentan en los mercados mundiales, lo que lleva a los ejecutivos y a la alta gerencia a rediseñar sus estrategiascomercialesparamantenerseaflotefinancieramente[1].Lossistemasquesonusadosparaapoyarla toma de decisiones son tradicionalmente reduccionistas, con una percepción estática y en condiciones de incertidumbre, altamente sensibles y cambiantes, lo cual exige otra visión para estudiar su dinámica [2]. Nuestro objetivo es diseñar un modelo de aseguramiento de ingresos en el proceso de ventas en el sector retail (comercialización masiva de productos) a través de herramientas de dinámica de sistemas e involucrando componentes fundamentales para la gestión del conocimiento, planteando políticas que apalanquen cambios enlaculturaempresarialyquefinalmenteconduzcanaunprocesodeoptimizacióndelosingresos[3].Desdeesta perspectiva sistémica, es posible estudiar, no solo cada una de las variables que componen el sistema, sino la dinámica existente entre ellas, demostrando que el todo es más que la suma de las partes [4].

El proceso de modelamiento se llevará a cabo a través de un proceso investigativo dentro de la metodología holística,lacualnospermiteidentificarelestadoactualyelestadodeseadodelainvestigaciónenelmarcodelciclo holístico [5]. De igual manera, se utilizará la dinámica de sistemas como herramienta de modelamiento para representar el comportamiento de las diferentes variables que hacen parte de sistemas complejos como los asociados al aseguramiento de ingresos en el proceso de ventas de las organizaciones del sector retail, apoyado en la herramienta informática para el modelamiento de sistemas VENSIM, en su versión académica. Cabe anotar que es poco común realizar estudios de estas características a través de una perspectiva sistémica y desde un contexto de la metodología holística.

El modelo elaborado nos permitirá diseñar políticas que permitan optimizar diferentes medidas o indicadores tales como rentabilidad, índice de ventas, efectividad, crecimiento y retención del cliente y que a la vez predecir el comportamiento del sistema total cuando se produzcan cambios en cualquiera de sus componentes y minimizando el riesgo en el proceso de toma de decisiones. A partir de este modelo, es posible plantear políticas de aseguramiento de ingresos en el proceso de ventas y que permita:

• Reducir riesgos, fugas de dinero, reprocesos, y factores que impactan la rentabilidad de las organizaciones del sector retail.

• Apoyar la toma de decisiones, aumentando la rentabilidad y la oportunidad.• Crear indicadores que serán la base para evaluar el estado actual de las organizaciones, respecto a sus

competidores y a sus procesos internos. • Fomentar un cambio de cultura empresarial para incentivar y eliminar las barreras que existen en las

organizaciones con fuertes tendencias industrializadas y les permita evaluar los procesos de ventas

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estratégicos en una era del conocimiento como la actual.

Bibliografía

[1] Ibbett, Geoff. “Usage Data Integrity and Revenue Assurance”. Credit Control, 2003, Vol.24, página 10.[2] Sheaffer, Linda. “The Role of Quality Assurance in the Revenue Cycle Process”. Health Care Biller, 2008, Vol. 16, página 9.[3] Senge, Peter. “La quinta disciplina”. Granica, Barcelona 1992.[4] Aracil, Javier. “Dinámica de Sistemas”. Isdefe, Madrid, 1995.[5] Hurtado de Barrera, Jacqueline. “Metodología de la Investigación Holística”. Sypal, Caracas, 2000.


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5. MODELO PARA GESTION Y ANALISIS DE DATOS ESTADISTICOS EN INVESTIGACION APLICADA

Nilton Edu Montoya Gómez 1, a, Jhovanny Andres Cañas Pino 1, b

1 Universidad de [email protected],b [email protected]

En todos los cursos de metodología de la investigación que enseñan el enfoque cuantitativo positivista, reiteran losentérminos:problema,pregunta,objetivosgenerales,específicosymetodologíaentreotros.ParadesarrollarlametodologíayelplandeanálisisseproponeunmodelobasadoenelmétodocientíficoyapoyadoenTICs.Esta combinación permite brindar asesoría en el desarrollo de procesos investigativos y de análisis de datos estadísticos, a los investigadores que no tienen las destrezas en el uso en métodos estadísticos y tampoco no cuentanconprofesionalescalificadoseneláreaparalaformulaciónyenmuchoscasosparalaejecucióndesuproyecto de investigación cuantitativa.

Eneldesarrollodelasinvestigacionessepresentanalgunasdificultadescomoson:1)pococonocimientodelosmétodosopasosnecesariospararealizarlainvestigación,2)dificultadesparaconformarunaadecuadamentelasbasesdedatosysudiccionariodedatosconlaopercionalizacióndelasvariablesdeestudio,2)dificultadesen la formulación de un plan de análisis que responda a la pregunta de estudio, 3) poco conocimiento de los métodosestadísticos, loquedificultadesparaescoger losmétodosestadísticospararesolver lapreguntadeestudio, 4) pocas habilidades para manejar software estadísticos para procesar y analizar la información.

Para contribuir a solución de estos problemas se construyo una herramienta estadística apoyada en las TICs que permita a investigadores, estudiantes y docentes, mejorar la formulación y ejecución de los procesos investigativos. Esta herramienta permite al usuario organizar el proceso investigativo y mantener una coherencia entre la pregunta de la investigación, las variables, los métodos de análisis planteados y los resultados o conclusiones de la investigación. Además de facilitar a los usuarios el procesamiento en software estadísticos y el uso de sintaxis. Puede ser una herramienta para ejecutar investigaciones, apoyar la formación de personal en métodos de investigación y brindar una asesoría en métodos de investigación oportuna y clara.

Antecedentes Investigativos

Para toda investigación se requieren una serie de pasos: 1) Formulación de pregunta de investigación y objetivos, 2) formulación de hipótesis, 3) Plan de análisis: En este aparte se deben decidir que método o métodos estadísticos permiten aclarar la hipótesis de investigación, 4) Recolección de información, 5) Procesamiento y análisis de información

El plan de análisis es un requisito indispensable en un proyecto de investigación cuantitativa y hace parte fundamental de la metodología y con frecuencia es un proceso complejo. En el desarrollo de las actividades

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investigativas y académicas, que se desarrollan en diferentes áreas como la medicina, agricultura, microbiología e ingeniería civil entre otras y en los diferentes niveles de formación que van desde pregrado, especialización,

maestría e incluso algunos doctorados, se pueden observar , planes de análisis, que en relación a su contenido varían muy poco a pesar de su temática tan disímil.

Esto se explica porque la formulación metodológica que se usa en estos planes de análisis, se basa en describir brevemente métodos estadísticos según su complejidad matemática y el número de variables que se involucran en el cálculo, dejando de lado los objetivos y “la pregunta de investigación”, que es la razón de la investigación. Al momento de ejecutar el plan de alanlisisi muchos investigadores y estudiantes carecen de una ruta clara de ejecución y se encuentra perdidos en variables y tests estadísticos. Al momento de ejecutar el proyecto, los costos y el tiempo del análisis resultan mucho más elevados de lo presupuestado y en muchos casos no se ha recolectado la información necesaria para cumplir los objetivos propuestos en el proyecto, de otro lado tampoco tiene claro que procedimientos, test o modelos estadísticos debe aplicar y cuales debería solicitar a un profesional en estadística que lo podría apoyar.

En muchos de estos casos la asesoría estadística se vuelve un dolor de cabeza para el investigador que contrata este servicio y para el profesional que la presta la asesoría. Existen diferentes modelos de plan de análisis y formas de escribir metodologías para un proyecto de investigación, esta herramienta plantea un modelo basado en el método científico, que parte de los objetivos, preguntas de investigación, formulación de hipótesis,aceptación de las hipótesis o no aceptación de las hipótesis y conclusiones.

Caso de Estudio

El problema se hace evidente cuando se necesitan datos que no fueron recogidos, o se vincula en la investigación unprofesionaldelaestadísticaoalguienquesecontrataparaejercertalfunción;estedebenegociarhonorarios,tiempos y compromisos, gran parte de su labor cosiste en responder las preguntas que el investigador necesita para cumplir los objetivos, aceptando o rechazando las hipótesis y utilizando las variables que el investigador midió.

Sielmodeloexpresadoenlafigura1,noestáclaroelestadísticonopuedecomenzarsutrabajo,nielinvestigadorpuede darle directrices claras para el desarrollo del mismo.

Elmodelopropuestodesarrollalospasosdelmétodocientíficoapoyadoenunaplataformatecnológicaquecuenta con tres fases:


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Figura1.Métodocientífico

1. Transformación los objetivos generales y específicos en preguntas de investigación:Cada objetivo debe expresado como pregunta, si no puede ser expresado como pregunta no es un objetivo de investigación.

Figura 2. Ejemplo del uso del aplicativo para formulación de pregunta de investigación e hipótesis.

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2. Formulación de las hipótesis para cada una de las preguntas de investigación:Posibles respuestas a las hipótesis, ciertas o falsas

3. Clasificación de las hipótesis:a. Describe alguna o algunas propiedades de la relación entre A y B.b. El primer elemento A es la causa del segundo B.c. Cuando se presenta esto, A entonces sucede aquello, B.d. Cuando esto sí, A, entonces aquello no, B.

4. Determinar variables involucradas en las hipótesis:Cada hipótesis debe tener al menos una variable asociada.

5. Operacionalizacion de las variables:Definir el nivel demedición, tipode respuesta, formatoy codificaciónde las variables involucradas en elproceso de testar las hipótesis.

Figura 3. Ejemplo del uso del aplicativo en la formulación de hipótesis.

6. Recolección de datos:Los datos recolectados de ser di puestos en un base de datos para su procesamiento.


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7. Testar hipótesis:Realizar los procedimientos estadísticos, que según la hipótesis, el tipo de hipótesis, el número de variables, el nivel de medición de las variables y el tipo de respuesta procedan (previo cumplimiento de supuestos estadísticos).

Figura 4. Ejemplo algoritmo de análisis estadístico proporcionado por el software.

8. Concluir:Responder la pregunta según el resultado del test de hipótesis.

Ahorabien,laplataformaofreceunaseriedeinterfacesparadesarrollarlospasosdel1hastael5;unabasededatos para almacenar los datos recolectados según paso 6. En el paso 7 la plataforma tiene un algoritmo que articulalosinsumosrecolectadosenlospasosdel1hastael7,generaundiagramadeflujoquelesugierealinvestigador que tests estadísticos puede aplicar y le permite ejecutarlos. Adicional a esto, genera la sintaxis enR,quecalculalostestsestadísticosparaqueelinvestigadorlospuedaejecutarensucomputadorfigura4.

Bibliografía

[1]HairJF,AndersonRE,TathanRL.Analysismultivariate.5Thed.Madrid:PrenticeHall;2000.[2]Tabachnick B, Fidell LS. Charter 7. Multiway Frequency Analysis. In: Tabachnick B, Fidell LS, editors. UsingMultivariateStatistics.4Thed.Boston:AllynandBacon;2001.p.219-74.[3] Johnson DE. Métodos multivariados aplicados al análisis de datos. International Thomson Editores, S. A. de C. V., 2000. p 566 [4]Hrishikesh D. Vinod, editor. Advances in Social Science Research Using R. Lecture Notes in Statistics. Springer, 2010. [5]Andrea S. Foulkes. Applied Statistical Genetics with R: For Population-Based Association Studies. Use R. Springer, 2009. [6]Deepayan Sarkar. Lattice: Multivariate Data Visualization with R. Springer, New York, 2008.

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6. LEAN UNIVERSITY: HERRAMIENTAS DE EXCELENCIA OPERATIVA UTILIZADAS TAMBIÉN EN LA UNIVERSIDAD

Cristina Arroyave Mesa 1, 2, 3, a, Laura María Betancur Olaya 1, 2, 3, b,Beatriz Liliana Gómez Gómez 1, 2, 3, c

1 Universidad de San Buenaventura2 Grupo de Investigación GIMSC

3 Semillero de Investigación Gestión y Desarrollo Industriala [email protected], b [email protected],

c [email protected]

Resumen

Las5S´ssonunafilosofíajaponesabajoelmodeloToyota,quepermitelamejoraenlacalidadapartirdelestablecimiento de pautas para entender, implementar y mantener un sistema de orden y limpieza, que garantice buenas condiciones de higiene y seguridad y ante todo productivo el área de trabajo (Socconini 2008). Es por estoquesehapropuestoalaUniversidadSanBuenaventuraMedellín,implementardichafilosofíaeneltallerdemantenimiento ubicado en el campus de Salento, el cual no cumple con las condiciones de higiene, seguridad, orden y limpieza, requeridas para la correcta utilización, aprovechamiento del espacio físico, y proporción de un entorno adecuado para las personas que hacen uso de él, como se puede visualizar en la Imagen 1 y 2. La utilización del modelo Toyota permite a las empresas una transformación basada en la mejora continua y el respeto por la gente (Liker 2011). Lo que se pretende es utilizar el modelo aplicado a la universidad y validar su aplicabilidad en cualquier tipo de entidad.

Para realizar el diagnóstico inicial del taller de mantenimiento, se tendrá en cuenta el tipo de objetos almacenados, elflujodelosmaterialesylafuncionalidaddedichoespacioparaidentificarlasdebilidadesdellugar.Posterioraestoserealizaráellevantamientodelainformación,conelfinderealizarlacorrectaaplicacióndecadaunodeloselementosquecomponenlas5´Ssegúncorresponde:enprimerlugar,seclasificaráncadaunodelosmaterialesnecesariosparaeliminar los innecesarios; luegodeesto, seasignaráun lugara losmaterialesyherramientasclasificadascomonecesarias,segúnsuscondicionesyfuncionalidad,conelfindelocalizarlosfácilmente al momento de ser utilizados. Cuando los materiales hayan sido ubicados en su respectivo lugar, seidentificaránlospuntoscríticosylasfuentesgeneradorasdesuciedad,paraestableceraccionescorrectivasy eliminar las causas de suciedad. Posteriormente, se procederá a estandarizar con normas y señalizaciones de orden, limpieza y seguridad toda el área de trabajo del taller de mantenimiento. Luego del proceso de implementación se obtendrá como resultado, que el taller de mantenimiento tenga una óptima distribución delespacio,flujodematerialesyproporcioneunentornoconbuenascondicionesdehigieneyseguridad;secapacitaráalpersonalqueallílabora,conelfindequeseinvolucrenyparticipenactivamentedelproyectoensu lugar de trabajo, y tomen conciencia de la importancia de conservarlo en las condiciones que se establezcan para él.


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Imagen 1. Fotografía del taller de Mantenimiento Imagen 2. Fotografía del taller de madera

Objetivo General

• Implementar la metodología Japonesa 5’s en el taller de mantenimiento de la Universidad San Buenaventura Medellín, que permita garantizar el cumplimiento de las condiciones de orden, higiene y seguridad así como una optima distribución del espacio físico, brindando un ambiente de calidad a quien haga uso de él.

Objetivos Específicos

• Realizar un diagnóstico de las condiciones físicas, de higiene y seguridad del taller de mantenimiento de la Universidad San Buenaventura – Salento.

• Investigarloscriteriosycaracterísticasdeimplementacióndelas5´sconelfindehacerunaaplicaciónoptima de ellas en el taller de mantenimiento de la Universidad De San Buenaventura Medellín Salento.

• Proponer una distribución física adecuada del taller de mantenimiento de la Universidad de San Buenaventura.

• Clasificarlosmaterialesyobjetosnecesariosquesealmacenaneneltallerdemantenimiento.• Organizarenlugaresespecíficos,loselementosnecesariosparalaejecucióndelasactividadesdeldíaadía.• Identificarlasfuentesqueoriginansuciedadycontaminacióneneltallerdemantenimiento,conelfinde

tomar acciones correctivas y de control. • Implementar estándares de limpieza, orden e inspección, que permitan al personal del taller de mantenimiento,

conservarellugarenlascondicionesadecuadasdefinidasconanterioridad.• Convertir en hábito la utilización de los estándares implementados para el orden, la limpieza y la seguridad

de quienes hacen uso del taller de mantenimiento.

Diseño Metodológico

El presente proyecto de investigación se origina de la necesidad de diseñar una propuesta para la correcta distribución física, ubicación de las herramientas, flujo de materiales y personas que garanticen buenas

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condiciones de higiene y seguridad en el taller de mantenimiento de la Universidad San Buenaventura Seccional Medellín – Salento. Para dar solución a la situación anterior, la línea de investigación en Gestión y Desarrollo industrial apoyada el semillero de investigación SEGDI, realizará un proceso secuencial y progresivo de implementación que incluye las siguientes fases:

Fase 1

• Diagnóstico: Se realizaran visitas periódicas al taller de mantenimiento de la Universidad San Buenaventura MedellínSalento,conelfindedescribirlascondicionesfísicas,deseguridad,ordenylimpiezaconlasquecuenta el lugar, a través de una serie de formatos que permiten registrar los elementos que contiene el lugar y sus condiciones, los factores que ponen en riesgo la seguridad de las personas y que contribuyen a un ambiente insalubre.

• Contextualización: Se consultará de manera detallada a través de literatura actualizada, los factores, características,elementosymetodologíaqueintervieneenlaimplementacióndelafilosofíadelas5S´s,conelfindeestablecerelmétodocorrectoparalaimplementacióndecadaunadelasherramientasquela componen. Adicional a esto, y de acuerdo a los materiales, objetos y herramientas que se guardan en el taller,seinvestigaránlascondicionesenlasquedebenseralmacenadoscadaunodeellos,conelfindeasignarles un lugar adecuado según sus características.

• Diseño:Deacuerdoalainvestigaciónrealizaday,teniendopresenteloscriteriosdeaplicacióndelafilosofíade las 5S´s, y las condiciones en las que deben almacenarse cada uno de los materiales y herramientas, se diseñarágráficamenteelplanodeltaller,conlacorrectadistribuciónyalmacenamientodelosmaterialesyelflujodelaspersonas.

Fase 2

Implementación:estafasedelametodologíaqueseobservaenlafigura1,seimplementaráeldiseñorealizadoanteriormente,conbaseenlaaplicacióndelafilosofíadelas5S´s(SocconiniyBarrantes2008,)

1. Implementación del Seri (Seleccionar): Para la identificación de los materiales y objetos necesarios einnecesarios, se realizará un formato que permita registrar características de cada uno de elementos contenidos en el taller, tales como la ubicación, el estado y la cantidad. Posteriormente, se hará uso de la tarjeta roja,

sugerida por la metodología de las 5´s, para hacer el control requerido y posteriormente eliminación, de loselementos innecesarios.

2. Implementación del Seiton (Organizar): Se asignará un lugar para cada uno de los materiales y objetos contenidos en el taller, de acuerdo a su funcionalidad y frecuencia de uso. Posteriormente, se realizará un plano con la distribución y localización de cada uno de ellos, para poder ser ubicados fácilmente al momento de


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implementar el Seiton.

3.ImplementacióndelSeiso(Limpiar):Seidentificaránlospuntoscríticosdesuciedad,eltipodesuciedady los elementos que la producen, haciendo uso de la tarjeta amarilla, sugerida por la metodología de las 5´s. Posteriormente se tomaran acciones correctivas que permitan controlar la suciedad y brindar mayor seguridad a quienes desarrollan sus actividades en el lugar.

4. Implementación del Seiketsu (Estandarizar): Se implementarán normas, señalizaciones y estándares de orden, limpieza y seguridad, que faciliten la utilización de las herramientas y materiales, y el comportamiento adecuado y la movilidad del personal, que hace uso del taller de mantenimiento para el desarrollo de sus actividades.

5. ImplementacióndelShitsuke (Seguimiento):Se realizaráunciclodecapacitaciones, conelfindecrearcultura, motivar, enseñar y mostrar al personal que hace uso del taller de mantenimiento, la metodología implementada, el cambio realizado y la importancia de conservar el lugar, bajo los estándares de organización, higieneyseguridaddefinidos,parabrindarunambientedetrabajocálido.

Figura 1: Fase 2 – Implementación de las 5´s

Conclusiones

• Laimplementacióndelametodologíadelas5’S,permitirárealizarunacorrectaclasificaciónyubicaciónde los materiales y herramientas según su funcionalidad y frecuencia de uso, así como la eliminación de los elementos que no son necesarios para la ejecución de las actividades en el taller de mantenimiento de la Universidad San buenaventura.

• El control y la eliminación de las fuentes generadoras de suciedad y contaminación, proporcionarán un ambientede trabajo limpioyagradablepara realizar las tareasdeldíaadíademaneramáseficienteyrápida.

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• La Implementación de señales y normas de seguridad para el manejo de las herramientas, empleo de instrumentos y el flujo demateriales y personas, permitirá disminuir en granmedida la generacióndeaccidentes de trabajo y crear conciencia de mantener el área de trabajo en óptimas condiciones de orden y limpieza basados en la mejora continua.

Bibliografía

[1] Liker, Jeffrey K. TOYOTA. Cómo el fabricante más grande del mundo alcanzó el éxito. Bogotá, Colombia: Norma, 2011.

[2] Socconini, Luis. Lean Manufacturing. Mexico: Norma, 2008.

[3] Socconini, Luis, y Marco Barrantes. El proceso de las 5´s en acción. Mexico: Servicios Editoriales 6Ns, S.A. de C.V., 2008.


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7. AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL APLICADA A LA UBICACION DE LIBROS EN BIBLIOTECAS

David Santiago Cano Salazar 1, 2, 3, a, Claudia Patricia Agudelo Guzmán 1, 2, 3, b,José Jerónimo Guzmán 1, 2, 3, c, Leidy Lopez 1, 2, 3, d,

Ana María Tirado Vélez 1, 2, 3, e, Cristhian Camilo García 1, 2, 3, f,Beatriz Liliana Gómez 1, 2, 3, g


3 Semillero de Investigación Gestión y Desarrollo Industriala [email protected], b [email protected],

c [email protected], d [email protected],e [email protected], f [email protected],

g [email protected]

A continuación se presenta el resumen del proyecto que tiene por objetivo la elaboración de un prototipo de vehículo guiado autónomamente, que permite la caracterización, categorización, georeferenciación y ubicación de libros en un ambiente controlado. Para este desarrollo se están utilizando diferentes herramientas tecnológicas,electrónicas,yaplicacionesdesoftwarequerequierendelaaplicacióndelossaberesespecíficosen Ingeniería Industrial, Ingeniera de Sistemas, Ingeniería Electrónica e Ingeniería Ambiental. Después lograrse un correcto funcionamiento, la utilización de dicho prototipo puede extenderse a su utilización en la Biblioteca de la Universidad de San Buenaventura Medellín.

Setomacomopuntodepartidadelproyecto,lasbibliotecasespecíficamenteelprocesodeubicaciónenellugarde almacenamiento de los libros que han sido utilizados por los usuarios, bien sea aquellos textos consultados al interior de la biblioteca o los que fueron devueltos después de un periodo de préstamo. Esto implica que exista personal que se encargue de la categorización y ubicación de los mismos, lo que puede conllevar a posibleserrores,asícomoaunapérdidasignificativaporel tiempoqueimplicairyvenirvariasvecesporrutas de distribución que no siempre son las óptimas. Si además se tiene en cuenta el tiempo necesario para la reubicación de los libros que quedaron mal situados. Sumados todos estos tiempos, se encuentra un buen potencial de reducción de tiempos innecesarios y a su vez gastos de operación de la biblioteca.

Eneldiseñoyconstruccióndelvehículosecaracterizarándiferentesvariablescomoson:laposicióngeográfica,el espacio físico, el peso y las dimensiones de cada ejemplar, como también toda la información sugerida por los Sistemas Integrados de Automatización de Bibliotecas SIGB. Por tal motivo, al momento de establecer las posibles variables al inicio del proyecto, se consideraron los libros de referencia en la Biblioteca Jorge Vélez Ochoa, como se puede observar en la Figura 1, siendo este el lugar indicado para probar el funcionamiento del prototipo como se ideó originalmente. A partir de ésta concepción y la caracterización física de los ejemplares seleccionados hasta este punto, se realizaron los planos con la intención de ilustrar el ambiente y la

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distribucióndelosrecursos.Deestaformasepropusieronunosdiseñosinicialesqueseobservanenlafigura2, que permitieron plantear unos recorridos y diseños óptimos, con la funcionalidad indicada de acuerdo a las necesidades del caso.

Figura 1: Movimiento del AGV en la Biblioteca Jorge Velez Ochoa

Figura 2. Diseños iniciales del brazo robótico.

Dada la remodelación de la Biblioteca Jorge Vélez Ochoa, se genera la necesidad de proponer un ambiente controlado como método de apoyo para dar continuidad al proyecto y como estrategia para concebir las diferentesvariablesqueidentificanelnuevodiseñodelAGV,deestaformaesposibleevaluareladecuadofuncionamiento y desarrollo del prototipo. Luego de plantear diseños con brazos de movimiento rotacional, se diseña un brazo con estructura cartesiana que permite movimientos en los ejes “x” y “y”, más uno de profundidad que le permite llegar hasta el punto exacto de ubicación del libro. Al momento se cuenta con unprototipoenmaderaenprodeidentificarposiblesdificultadesenelfuturoprototipofinal quesehadeimplementarenelambientecontroladoespecificado.


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Para la elaboración del prototipo, es necesario desarrollar las siguientes etapas: establecimiento de la fundamentación teórica de acuerdo a las recomendaciones del sistema decimal Dewey, definición de losrequerimientos de diseño que permitieron la construcción del prototipo de vehículo autónomo, selección de los materiales para la construcción del prototipo según las condiciones físicas y mecánicas del mismo, análisis decaracterísticastécnicasparalatopologíadelbrazorobótico,definicióndelosprocesosmetodológicosdelaingeniería del software para dar solución a los requerimientos de ruta óptima y realización de pruebas piloto para el análisis de resultados.

Es importante mencionar que se comparten responsabilidades entre los diferentes semilleros involucrados en el proyecto, lo que permitirá alcanzar correctamente el desarrollo de las etapas previamente mencionadas. Las principales actividades a desarrollar durante las fases metodologícas son, el diseño de los elementos mecánicos del AGV propicios para el transporte y la ubicación de libros en el ambiente controlado, el diseño e implementar un brazo robótico para la ubicación de libros, los materiales para el brazo y soporte del AGV, ladefiniciónde lasespecificacionesdel ambientecontroladoenelquenavegaráelvehículo, la tecnologíaenRFID (Identificaciónpor radiofrecuencia)másapropiadapara elvehículo, la cualdebe responder a lasespecificacióndadasparalasituaciónplanteada,ademáslarealizacióndelaspruebasdedesempeñosobreelprototipo. A su vez es necesario diseñar e implementar un aplicativo de software para la interacción entre el sistemaoperativodePCyelVehículodeguiadoautónomoylaestructuracióndelprogramadecodificacióndedatosparaelmanejodeinformación.Todasestasactividadessecomplementanconeldiseñoydefinicióndel sistema de georeferenciación y la base de datos espacial asociada.

Conclusiones parciales

• Después de descartar varios diseños para el brazo, se concluyó que la mejor opción la presenta un robot cartesiano, ya que genera mayor estabilidad al sistema y genera una funcionalidad más compleja que abarca losdiferentesejessobreloscualessedebedesplazarelbrazo.Losdiseñossepuedenobservarenlafigura3 y 4.

• Utilizando un medio controlado, es posible generar las diferentes condiciones necesarias para evaluar el funcionamiento y desarrollo del prototipo, según los resultados esperados.

• Los materiales que actualmente se encuentran en un proceso de evaluación para la elaboración del prototipo sonelaluminio,lafibradevidrioyelplástico.

• Para el aluminio es importante tener en cuenta que este no sea una aleación con cobre, ni tampoco que sea macizo;laventajadetrabajarconestematerialesquepuedeserreutilizable.Laventajadetrabajarconlafibradevidrioyelplásticoesquesepuedenrealizarlosmoldesconlasmedidasexactasypuedeserrealizado por los mismos estudiantes del semillero.

• Elbrazopuedeserelaboradoenaluminiooenfibradevidrio,asícomoelcajóndondeiránlosmotores;los tornillos donde se mueve el brazo puede ir en plástico, pero los soportes por los que se mueve el brazo debenirenmetal;laestructurapuedeserenmaderaoenplástico.

• La fundamentación teórica para la caracterización de los libros está basada y documentada en el sistema “DecimalDewey”,loquepermitehacerusodelacodificaciónactualquesemanejaenlasbibliotecas,sinembargo para etapas mas avanzadas del proyecto es posibles hacer uso de los “Tags” y demás recursos

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tecnológicosqueintegrenmayorinformacióndelejemplaroproductoadecodificar.• A futuro, con el conocimiento adquirido en el proyecto y teniendo en cuenta las condiciones de la ciudad

de Medellín en referencia a la automatización industrial, se pensará en un piloto para aplicaciones en la logística interna a nivel empresarial. De este modo y ya conociendo lo poco común de su utilización en la actualidad, la Universidad de San Buenaventura en cabeza de sus líneas de investigación, se convertirían en gestores y promotores de este tipo de tecnologías.

Figura 3: Prototipo AGV Figura 4: Prototipo AGV con sujeción de libro.

Bibliografía

[1] ASTI Automatismos y Sistemas de Transporte Interno. (s.f.). Recuperado el 19 de Agosto de 2011, de www.asti.es

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[3] Gutiérrez, C. A. (Enero - Marzo 2006). Diseño, construcción y control PD con compensación de pares gravitacionales de un robot manipulador didáctico. México: Rectoría Institucional. Episteme No. 7.


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8. DISEÑO ELECTRÓNICO PARA UN ROBOT CARTESIANO

Santiago Esteban Sarmiento Osorio 1, 2, 3, a, Jorge León Forero Cañas 1, 2, 3, b,Evany Ricardo Sepúlveda Gómez 1, 2, 3, c, Gustavo Adolfo Meneses Benavides 1, 2, 3, d, e


3 Semillero de Investigación SIRMOa [email protected], b [email protected],

c [email protected], d [email protected],e [email protected]

Introducción

Los robots juegan un papel fundamental en aplicacionesmodernas pertenecientes a ámbitos de todo tipo;industrial, comercial, lúdico, deportivo, etc. Este tipo de desarrollos pueden utilizarse para realizar tareas que, de un modo u otro, resultan poco aptas para seres humano, ya sea por los riesgos que implican para su integridad física, por los niveles de fuerza o movimientos requeridos para su ejecución, o también por su naturaleza repetitiva, puesto que pueden ser realizadas de manera automática en lugar de destinar una persona exclusivamente para ello. Si bien la automatización industrial y el uso de robots son criticados por desplazar a personas de sus puestos de trabajo o suprimir empleos realizados por humanos, el objetivo de estas implementaciones tecnológicas no debe ser perjudicar a las personas sino apoyar y facilitar sus labores. Es deber de la sociedad promover los escenarios que acojan a las personas afectadas por los proyectos de modernización y promover su integración a procesos productivos y profesionales de mayor compromiso en el aspecto cognitivo, donde puedan adquirir y exhibir mayores competencias parta el campo personal y laboral [1].

En la industria podemos observar diferentes tipos de aplicaciones asociadas a tareas realizadas por robots, es importanteobservareldesempeñoque juegan los robots industrialesenconfiguracióncartesiana,debidoalas tareas que realizan y a los sitios en los que se desenvuelven. Algunas de las principales aplicaciones que realizan son: Ensamble y soldadura de piezas, recubrimiento y aplicación de pintura, almacenamiento de carga y descarga de objetos, fabricación de piezas torneadas, entre otras. El trabajo conjunto de hombre y maquina ha contribuido al desarrollo de las industrias ya que, uniendo esfuerzos, se logran trabajos con mayores grados deeficienciayeficacia.Estaobservaciónsepuedehacerdesdevariospuntosdevista,yaseadesdeelahorrode materia prima, costos y tiempo, o desde el punto de vista ambiental logrando producciones más limpias, además, el sustento que ha encontrado el hombre en la maquina también ha tocado puntos concernientes a la salud. La utilización de robots para el manejo y transporte de objetos pesados, la manipulación de objetos que requieran ser intervenidos en altas temperaturas o el contacto con de objetos radioactivos o tóxicos, entre otros, ha disminuido de manera considerable los accidentes industriales dejando claro que la ayuda de robots, aparatos electrónicos y/o máquinas automatizadas es indispensable [2].

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Motivación

La investigación surge debido al interés de automatizar procesos, como la ubicación y recolección de los libros, en una biblioteca. Para cumplir con este objetivo se plantea un proyecto que consiste en el diseño e implementación de un vehículo autónomo guiado o AGV que realizará las tareas antes mencionadas. Debido asualcance,esteproyectosehadivididoenvariasfasesespecíficas.Enesteresumenpresentaremosdetallesespecíficosquecorrespondenalcontrolelectrónicodeunprototipodepruebaderobotcartesiano.

Inicialmenteseprocedióaevaluarcuáldelasdiferentesconfiguracionesdelosbrazosrobóticosseríalaadecuadaparaesteproyecto,despuésdeanalizaryevaluaralgunosdiseñospreviosylasdistintasconfiguracionesdebrazosrobóticos,seoptóporelrobotensuconfiguracióncartesiana,yaqueestenospermitetenertresgradosdelibertad, es decir tener los movimientos en los ejes x, y, z, Adicionalmente se agrega un movimiento rotacional queseráelencargadodehacergiraralefectorfinalogripper.EnlaFigura1podemosobservareldiseñosobreel que se trabaja en la actualidad [3][4].

Figura 1. Diseño preliminar del brazo robótico cartesiano. Motores y dispositivos electrónicos asociados.

Para la implementación del componente electrónico de este diseño se van utilizar dispositivos que presentan características que se acomodan bien al esquema propuesto, entre estos tenemos un microcontrolador PIC16F88, queposee16pines,memoriaflashdeprograma,conversiónanálogadigital,variospuertosdeentradaysaliday bajo consumo, entre otras. El lenguaje de programación que se va utilizar para el microcontrolador va ser PICBASIC, debido a que es un lenguaje de alto nivel que es sencillo y facilita las tareas de escritura de código y de depuración. El software donde se realizarán las simulaciones es PROTEUS y para el control de los motores


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se utilizará el driver L293B. Este circuito driver se puede manejar directamente desde el microcontrolador, permite polarizar directamente con voltajes altos y provee corrientes considerablemente mayores que las máximas entregadas por los circuitos integrados normales. Debido al efecto de carga que establecen los tornillos sinfín y otros elementos acoplados a los ejes de los motores, la corriente demandada por estos estará por el orden de los amperios.

Figura 2. Diagrama de bloques para la implementación del diseño

Metodología

Para llegar a este punto del proyecto se ha desarrollado un trabajo diferenciado por fases, las cuales comprenden:Fase 1: Análisis de los requisitos para implementar un diseño apropiado y que satisfaga con las necesidades del proyecto.Fase2:Valoracióndelosdiferentestiposdeconfiguracionesdelosbrazosrobóticos.Fase3:Diseñomecánicodelbrazorobóticoensuconfiguracióncartesianayevaluacióndesufuncionamiento,donde se observe que haya compatibilidad en sus partes.

Actualmente nos encontramos en la Fase 4 (Diseño electrónico del brazo-robot) y posteriormente se

procederá a una fase que podemos llamar la Fase 5 que consiste en una serie de pruebas y mejoras del diseño electrónico implementado.

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Diseño electrónico

Después de analizar y evaluar diferentes tipos de brazos robóticos se decidió trabajar con un brazo robótico en suconfiguracióncartesianadebidoaquesusmovimientoslinealesnospermitenunamejorejecuciónalatareaque se desea realizar.Se implementará un puente H para gobernar el funcionamiento de los motores, paso a paso y de corriente continua. Se utilizará un driver L293D que para propósitos generales provee unas buenas condiciones en el voltaje de polarización y en la corriente que puede proveer directamente a los motores [5].

Figura 3. Detalle de la fase inicial del diseño electrónico y disposición de los dispositivos necesarios para realizar pruebas sobre el motor

Seadecuaránunosmicroswitchsqueharánlasvecesdefinesdecarreraparalimitarelmovimientodelosejescuando se alcancen los topes en los diferentes desplazamientos. A partir de restricciones impuestas sobre el códigosegarantizaráqueelrobotnoentreencondicionesdeoperaciónqueresultenconflictivasyquevayanen contra del buen estado del robot mismo ni de sus dispositivos asociados. Preliminarmente se ha considerado la posibilidad de utilizar encoders pero a partir de valoraciones previas no se ha encontrado como un factor obligante.

Resultados previos y trabajo futuro

En el momento nos encontramos en una fase de ajuste entre los componentes mecánicos del proyecto, como los marcos y las estructuras realizadas en madera para pruebas y los motores. Actualmente se trabaja en el acople de los ejes de los motores a los tornillos sinfín que sirven para desplazar las estructura rectangular que inicialmente se desplazará sobre el plano X-Y. De manera paralela se realizan pruebas sobre los motores y su trabajo en conjunto con el circuito driver. Se ha comenzado con la elaboración de los primeros códigos


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para el microcontrolador para proceder a tareas de prueba y depuración continuas. El desempeño del conjunto permite establecer valoraciones sobre el comportamiento de los motores preseleccionados bajo carga y sobre la resistencia mecánica del material utilizado que es madera. Actualmente se realiza un trabajo paralelo para la escogencia de materiales que ajusten de manera óptima a los requerimientos del proyecto.

Aunque el trabajo que se está realizando ahora aún es muy incipiente, es muy importante realizar las pruebas planteadasyverificarelfuncionamientodeldiseñoelectrónicodemaneraprogresivaparaconocerlarespuestaconjunta de los componentes eléctricos, mecánicos y de la estructura como tal en su conjunto. Luego de tener un ensamble estable del conjunto motor-ejes-estructura se procederá a ajustar los sensores y realizar pruebas sobreposicionamientofinosobrelosejescartesianos.

Las etapas venideras del diseño electrónico involucran tareas como el diseño del desplazamiento sobre un ambiente controlado, el control del gripper y los aspectos ligados a las comunicaciones inalámbricas del vehículo autónomo guiado.

Bibliografía:

[1] López, Luis;Mata, Ernesto;García, Ernesto. Estado del arte en robóticamóvil autónoma distribuida.En: Conciencia Tecnológica [en línea]. 2001, Número 017. ISSN: 1405-5597. Disponible en: http://redalyc.uaemex.mx/pdf/944/94401701.pdf

[2]Niño,Paola;Velasco,Mario;Aranda,Ernesto.Discretizaciónexactadeun robotmóvil con retardodetransporte.En:ReddeRevistasCientíficasdeAméricaLatinayelCaribe,EspañayPortugal[enlínea].2006,Vol 16, Número 001, pp. 43-53. ISSN: 1909-77350. Disponible en: http://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=91116104

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[5] ALCIATORE, David G., HISTAND, Michael B. y CASTAÑEDA CEDEÑO, Serafín. Introducción a la mecatrónica y los sistemas de medición. México: McGraw-Hill, c2007.

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9. ADQUISICIÓN DE DATOS DE UNA UNIDAD DE MEDICIÓN INERCIAL UTILIZANDO INSTRUMENTOS VIRTUALES

Gustavo Adolfo Meneses Benavides 1, a, b, Jhordan Greif Torrecilla Vásquez 1, c

1 Universidad de San Buenaventuraa [email protected], b [email protected],

[email protected]

Introducción

La incorporación a los circuitos integrados de Sistemas Micro-ElectroMecánicos (MEMs) ha posibilitado que, especialmenteenlosúltimosaños,seintegrenanuestrasvidasnuevosdesarrollosquesebeneficiandeestastecnologías[1].Enelcampoespecíficodelainstrumentaciónelectrónicaencontramosdispositivoscomolasunidades de Medición Inercial (IMUs), que combinan en un mismo chip un acelerómetro y un giróscopo para lograr una estimación de variables relacionadas con aspectos rotacionales y de orientación espacial de un cuerpo, un móvil, una persona, etc. Estos dispositivos tienen una gran variedad de aplicaciones tan diversas como el control de estabilidad de vehículos autónomos y no autónomos [2], la robótica, los juegos y la detección de caídas o la caracterización y medición de los desplazamientos de las personas, entre otras. Una aeronave, por ejemplo, puede aprovechar una IMU para estabilizar de manera automática la posición y orientación de una cámaraovideocámaraparahacerregistrosaéreossobresitiosgeográficosdeinterésespecífico.Apoyándoseen las lecturas derivadas de las señales entregadas por los sensores, un circuito automático de control puede generarlassalidasparalosactuadoresconelfindeautoajustarlaubicacióndelacámarafrentealasvibraciones,inclinaciones, cambios de dirección y otras variaciones propias del vuelo [3].

Metodología

La adquisición de datos realizada hace parte de una implementación de control completa, no obstante, dada las características especiales de los sensores usados, se describirá a profundidad lo relativo al acondicionamiento y procesamiento de las señales. Para efectos de tener una visión global del escenario dentro del cual se enmarca el desarrollo propuesto se dejarán indicadas las etapas posteriores de trabajo, que están más relacionadas con el lazodecontrol.Elresumenestáestructuradodelasiguienteforma;primerosepresentaránlascaracterísticasde los sensores y de los dispositivos involucrados en la adquisición. Luego se describirá el fundamento teórico delacondicionamientodelasseñalesyfinalmentesemostraránlosresultadosobtenidos.

Sensores, Dispositivos y Herramientas Involucradas

EnnuestrocasoespecíficosehautilizadounIMUde6gradosdelibertadqueestácompuestopor2giróscopos;dedosejesyuneje,yunacelerómetro.LasespecificacionesdeestossensoresserelacionanenlaTabla1[4].


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Tabla1.Especificacionestécnicasdelossensores(Fuente:Hojasdedatosyautores)

Como circuito integrado programable se utilizará un microcontrolador de 8 bits con capacidades de conversión Análoga/Digital, transmisión serial de datos y generación de señales de modulación de ancho de pulso (PWM), entre otras. Las características generales del microcontrolador se muestran en la Tabla 2.

Tabla2.Especificacionestécnicasdelmicrocontrolador(Fuente:Hojasdedatosyautores)

Para la implementación del instrumento virtual se requiere de un computador y del software complementario, en nuestro caso hemos optado por utilizar Labview [6]. Este software provee los bloques de funciones necesarios para el procesamiento de las señales y ofrece opciones de adquisición de datos a través de los puertos del PC que son requeridas recurrentemente en aplicaciones como esta. Una de las razones por las cuales en esta etapa del proyecto se ha decidido trabajar con instrumentos virtuales es porque estos permiten el desarrollo de operaciones matemáticas que no están soportadas en el microcontrolador utilizado y, además, posibilitan la incorporacióndebloquescompletosatravésdelafiguradelossubVIs,loscualessoninstrumentosvirtualescompletos que pueden llamarse como una sola función desde otro VI, lo que provee un cierto encapsulamiento que favorece la escalabilidad de los programas.

Figura 1. Dispositivos electrónicos: sensores y microcontrolador utilizado. (Fuente: Hojas de Datos y Autores)

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Labviewcuentaconunagrancantidaddecomandospropiosyfuncionesdetodotipo;matemáticas,gráficas,alfanuméricas, etc., que garantizan que los datos provenientes del microcontrolador sean procesados de manera máseficiente,ademáscuentaconlaventajadetrabajararitméticaenpuntoflotanteytambién,unaseriederecursos de visualización que permiten hacer seguimiento a las señales obtenidas. En el microcontrolador de ocho bits se dificultan los cálculosmatemáticos que involucran números con parte decimal, númerosnegativos y funciones trigonométricas, por tal razón, se optó por llevar los datos al computador para realizar las operaciones de cálculo y visualización de los datos en un instrumento virtual (VI). Mediante esta herramienta se soluciona el problema de la capacidad limitada de memoria del microcontrolador y además se facilitan las labores de depuración que deben realizarse [7].

Acondicionamiento de las Señales

El acelerómetro utilizado entrega una variación de voltaje proporcional a la intensidad de campo gravitatorio, las variaciones de las salidas del acelerómetro; x, y, z, dependen de la ubicación respecto a los tres ejescoordinados [5]. En nuestro caso el conversor Análogo/Digital utilizado corresponde al incorporado en el microcontrolador PIC16F876 y se ha tomado el modo de operación de ocho bits con un voltaje de referencia de cero a cinco voltios, de este modo tendremos:

Valoresde0a255=#decombinaciones=28=256

Vanálogo=CódigoBinario*0.01953

Según la hoja de datos de nuestra IMU tenemos que el voltaje de referencia de 0 g para el acelerómetro: Volts @0g=1.5v

Definimos:

∆x=DeltaVoltajeRx=VoltsRx-Volts@Og∆y=DeltaVoltajeRy=VoltsRy-Volts@Og∆z=DeltaVoltajeRz=VoltsRz-Volts@Og

Tambiéndeacuerdoalasespecificacionestécnicasdeldispositivosabemosquelasensibilidaddelacelerómetro

=Sensb=300mV/g,deacuerdoconesto:


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Así podemos proceder a calcular los ángulos del vector de posición derivado de las lecturas del acelerómetro:

Fig. 1. Vector derivado de las lecturas arrojadas por el acelerómetro y panel frontal del VI asociado.

El giróscopo electrónico entrega una variación de voltaje que es proporcional a la variación de velocidad angular respecto al tiempo. Esta cantidad usualmente se caracteriza por un valor de (milivoltios)/(grados/segundo).

Si se necesita invertir el valor, dependiendo de la posición relativa entre el acelerómetro y el giróscopos entonces se usa un factor de corrección denominado InvertAxz que puede tomar un valor de 1 o -1.VzeroRate es el voltaje para variación cero, en otras palabras, es el voltaje que entregan los giróscopos cuando no están sujetos a ninguna rotación.

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Filtro de Kalman

Debido a la deriva que acumulan las salidas del acelerómetro y a los efectos combinados de la aceleración, ocasionados por la rotación de los cuerpos y la fuerza gravitatoria sobre estos, es necesario realizar un ajuste dinámico sobre los datos del giróscopo para combinar estos con los datos del acelerómetro (fusión de datos) [9]yasíestablecerlaorientaciónespacialdemaneracertera.ElfiltrodeKalmanesunaherramientaparaelacondicionamiento de las señales que opera por medio de un procedimiento matemático, actúa como mecanismo de predicción y corrección. En esencia este algoritmo pronostica el nuevo estado a partir de su estimación previa añadiendo un término de corrección proporcional al error de predicción, de tal forma que este último es minimizadoestadísticamente.ElfiltrodeKalmanactúacomounestimador.EnelVIpararesolverelfiltrodeKalmanamaneradealgoritmoyapartirdevaloresdiscretos,sedebentenerlasmedicionesigualmenteespaciadasZk,desdeunk=1hastan,yresolverlasiguienteecuaciónparadichosk:

X_k=K_k*Z_k+(1-K_k)*X_(k-1)

Donde: Xk=estimaciónactual;Kk=GananciadeKalman;Zk=valormedidoy X(k-1)=estimaciónprevia

Fig.2,AlgoritmoparaimplementarelfiltrodeKalmanyVIconvectordeprueba.

Resultados obtenidos

Se han logrado implementar varios programas para el microcontrolador y diferentes VIs para Labview. En pruebas realizadas con movimientos de rotación e inclinación, se han obtenidos lecturas satisfactorias en

cuanto a la ubicación angular, referida a los tres ejes coordenados, de la tarjeta de circuito con la IMU ubicada encima de esta.


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Fig.3.DiagramadeflujoparanivelaciónautomáticabasadaenlosvaloresentregadosporlaIMU,esquemageneral y tareas necesarias para la adquisición de datos y el acondicionamiento de las señales

También se ha realizado simulación sobre el software para trabajo con microcontroladores llamado Proteus, el cual permite ajustar aspectos relativos a la conversión análoga/digital de los datos, la transmisión serial asíncrona y el control con las señales PWM de los motores sin necesidad de recurrir a la implementación física todo el tiempo. Mediante un módulo LCD se pueden visualizar registros y los resultados de operaciones intermedias o que afectan las señales de salida.

Fig. 4. Simulación en PROTEUS para la depuración del programa del microcontrolador.

Vista Completa de la Aplicación

Enlafiguraseobservantodosloselementosdelmontajequeintervienenenlastareasdesensado,procesamiento,visualizaciónycontrol.Enelcentrodelagráficaseobservaelmicrocontroladorquesirvecomoelementomediador entre el sensor y el computador, en el que a su vez se ejecuta el instrumento virtual. También se

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pueden observar los actuadores materializados en los servomotores. La transmisión de los datos hacia el PC se realiza vía RS232 para la visualización, acondicionamiento y cálculo de las acciones de control en el instrumento virtual. También se observa un LCD de 16 caracteres y dos líneas en el que se muestran algunos datos útiles para la depuración. En la parte inferior se observa nuestro sensor, que básicamente es una Unidad de Medición Inercial de 6 grados de libertad y por último a la derecha se observa el marco de prueba y la cámara a estabilizar con este [8][9][10].

Fig. 5. Vista general de la aplicación integrando todos los elementos funcionales a nivel de hardware y software.

Trabajo Futuro

Dado que se planea implementar la aplicación completa sobre un vehículo autónomo aéreo que haga registro fotográfico, es necesariomigrar la implementación a unmicrocontrolador. Se consideran las opciones deutilizar procesadores de 16 o incluso 32 bits. Aún es necesario seguir trabajando sobre el lazo de control para verificarelfuncionamientodeunaaplicaciónendondeserealimentelaseñaldecontrolysepuedaestimarlacalidad de las imágenes captadas.

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Medellin, vol4, ED-7, pp 111-124, jul.2005.[4] Sparkfun 6Dof Razor Datasheet. Disponible en: www.sparkfun.com/datasheets/Sensors/IMU/6DOF-Razor-v11.pdf[5] C.C. Dharmani y J. Arthi. “Angular position measurement of a rotating platform using a solid-state gyroscope”. Journal of Instrum. Soc. of India Vol. 39 No. 1.[6] J. Travis Jeffrey, J. Kring. Labview For Everyone: Graphical Programming Made Easy and Fun. Prentice Hall. 2006.[7] R. Bitter et Al. Labview Advanced Programming Techniques. CRC Press. 2001[8] S.C.SpryaandA.R.Girard.“Gyroscopicstabilisationofunstablevehicles:configurations,dynamics,and control”. Vehicle System Dynamics. Vol. 46, Supplement, 2008, 247–260.[9] T. Albrecht, T. Tany, G. A.W. Westz, y T. Ly. Omnidirectional Video Stabilisation On a Virtual Camera UsingSensorFusion.Disponibleen:www.computing.edu.au/~14133369/publications/TR-2010A.pdf[10] By Shih –Jie Chou, Rui-Cian Weng, Tai-Shan Liao. “Circuit synchronizes sensors and cameras”. Design ideas, Oct 21, 2010, pp- 60-61.

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10. MÉTODOS FORMALES: PERSPECTIVA Y APLICACIÓN FUTURA

Edgar Serna M. 1, 2, a, b

1 Instituto Antioqueño de Investigación2 Grupo de Investigación en Ciencias Computacionales e Ingeniería de Software –GICCIS–


Resumen

Enesteartículosedetallanaspectosrelevantesdelosmétodosformales;sehaceunadescripcióndesuperspectivahistórica,delasdefinicionesampliamenteaceptadas,desusaplicacionesybeneficiosydelmarcodelfuturode la investigaciónenel área.Esel resultadodeuna reflexiónacercadeeste componentede lasCienciasComputacionales y de la necesidad de tener una comunidad más amplia y sólida de investigadores dedicada a fomentaryaplicarlosmétodosformales;surgecomoproductodelproyectodeinvestigación“Formalizaciónde la Ingeniería de Requisitos”, patrocinado por el IAI.

Introducción

Desde mediados del siglo XX, los investigadores empezaron a trabajar y a promocionar los métodos formales comolamejoralternativadisponibleparadesarrollarsistemasdigitalessegurosyconfiables.Paramuchosdeesosinvestigadores,laeficaciadelosmétodosformalesestámásquedemostrada.Unconocidoinvestigadorexpresó este pensamiento de forma sucinta cuando escribió acerca de la Ingeniería de Software: “Está claro, para todas las mentes más brillantes de las Ciencias Computacionales, que se necesita un enfoque matemático para que el software progrese mucho más” [1].

Apesardeestaaudazafirmación,laactituddemuchosingenierosenejerciciohasidomuydiferente,conmásrechazo hacia los métodos formales que por su aceptación. Aunque la situación ha cambiado un poco en los últimos años, especialmente dentro de la comunidad del diseño de hardware, la aceptación y el uso regular de los métodos formales todavía es mucho menor de lo que los investigadores iniciales pensaron. La comunidad de los métodos formales y los profesionales han tratado de analizar las causas de esta falta de aceptación [2-5]. Algunasdelascausassugeridasincluyen:faltadeherramientasadecuadas,faltadesofisticaciónmatemáticade los desarrolladores, incompatibilidad con las técnicas actuales, altos costos, falta de interés en los procesos formativos, falta de decisión de los defensores y poca o ninguna capacidad lógico-interpretativa y abstractiva de los profesionales en desarrollo de software.

Aunque estos estudios, incluido el mío [6], llegan a conclusiones diferentes, en general tienden a abordar el tema de forma similar: tratar de determinar por qué los ingenieros no utilizan las actuales técnicas y


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herramientasformales.Lasuposicióncomúnpareceserque,aunquesehademostradosuficientementequelos métodos formales son útiles, el problema radica en la aceptación de los detalles no en la idea. Que los defensores de los métodos formales compartan esta suposición no es sorprendente, sin embargo, la reticencia de muchos ingenieros para utilizar o apoyar el desarrollo de cualquier método o herramienta formal sugiere otra posibilidad: tal vez el problema de aceptación no está en los detalles, sino en la forma como la idea ha sido comunicada a los ingenieros en sus procesos formativos.

Perspectiva de los métodos formales

Floyd[7]fijóunosobjetivosqueseconvirtieronenlaideaclavedelasafirmacionesinductivasdelasemánticadeloslenguajesdeprogramaciónydelaespecificaciónyelrazonamientoacercadelosprogramasindividuales.Desde entonces, la posibilidad de la prueba automática del software, o la generación heurística de programas, ha dado paso a muchos sistemas exploratorios y a perspectivas teóricas. Además, surgieron dos obstáculos a su aplicación práctica: 1) capturar todo el contenido semántico de los lenguajes de programación y los entornos operativos es difícil y 2) expresar el propósito funcional y no funcional para un programa en su contexto de uso es un desafío.

Lainvestigacióncondujoentoncesamuchosconceptosimportantes:ladefiniciónformaldelascaracterísticascomplejasdellenguajeylaidentificacióndetrampasdecaracterísticasinnecesariasydemasiadocomplejas;loslenguajesdeespecificaciónparatiposabstractosdedatos,procesosconcurrentesymáquinasabstractas;unateoríadelaabstraccióndetrásdelasestructurasdelsistemajerárquico;lógicasmecanizablesquepermitanel razonamiento computacional acerca de las propiedades del programa y teorías de dominios como seguridad, relojes síncronos, microprocesadores y compilación. Se encontraron aplicaciones prácticas en estos dominios y se elaboraron ejemplos a pequeña y mediana escala. La práctica tomó una ruta diferente. Se alcanzó la verificaciónatravésderazonamientoconbaseencasos,connumerososcriteriosyestrategiasparalabuenapráctica de la prueba. Las revisiones proporcionaron el principal medio de control intelectual: la comprobación mental de las propiedades deseables de los sistemas en desarrollo y la comunicación simultánea entre las partes interesadas.

Los investigadores desarrollaron una base teórica para la prueba y los resultados que, aunque en su mayoría negativos, sugirieron diversas heurísticas que se aproximaban más a un ideal en el que cada caso de prueba significabaalgoconalgunaposibilidadde revelar erroresodemostrarunanuevaevidenciadecorrectitud.Las metodologías heurísticas de la práctica nunca llamaron la atención de los investigadores, aunque los tipos abstractos de datos dieron lugar a lenguajes Orientados por Objetos y a métodos para agregar aún más estructuras y soporte al desarrollo del sistema heurístico.

Métodos formales

“Métodos Formales” se refiere a las técnicas y a las herramientas “matemáticamente rigurosas” para la

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especificación,eldiseñoylaVerificacióndesistemassoftwareyhardware[6].“Matemáticamenterigurosas”significaquelaespecificaciónserealizamedianteenunciadosbienformadosenunalógicamatemáticayquelaVerificaciónformalsondeduccionesrigurosasenesalógica.Larazónprimordialparadesarrollartécnicasdemétodosformalesesconstruirunmarcodentrodelcualsepuedapredecir,deunamaneracientífica,el

comportamiento de los sistemas controlados por computador. Es necesario aclarar que los términos “métodos formales”y“Verificacióndeprogramas”nosonsinónimos.LaVerificaciónesuncomponentedelosmétodosformalesdondelosprogramasdemuestransucompatibilidadconlaespecificación.ElestilodeestaspruebaslodescribenGries[8],Hoare[9]yDijkstra[10]yestásoportadoensistemasdeverificacióncomoelGypsyVerificationEnvironment[11].

El valor de los métodos formales radica en que proporcionan un medio para examinar simbólicamente todos los espacios del estado de un diseño digital y para establecer una propiedad segura de correctitud que sea verdadera para todas las posibles entradas [6]. Sin embargo, en la práctica actual rara vez se hace debido a la enorme complejidaddelossistemasreales.ApesardequelaVerificaciónformalcompletadeunsistemacomplejogrande es poco práctica en este momento, los métodos formales sustentan diversos aspectos o propiedades deestossistemas:alaespecificacióndetallada,aldiseñoyalaverificacióndelaspartescríticas,comoenlaaviación, en los sistemas aeroespaciales y en sistemas de seguridad crítica como el monitoreo de la frecuencia cardíaca.

Aplicaciones de los métodos formales

Los métodos formales se han investigado durante un período relativamente largo y es posible consultar que se remontan a la década de 1960. Esas investigaciones se realizaron en el ámbito de las Ciencias Computacionales y, generalmente, su objetivo fue elaborar técnicas que pudieran utilizarse en los procesos de desarrollo de sistemas. Sin embargo, aunque existen numerosos ejemplos de aplicaciones exitosas de los métodos formales yalgunosnichosdemercadodondesuaplicaciónesrutinaria,nosehaninfiltradoenlacorrienteprincipalde la práctica del desarrollo de software. Una posible explicación para esta limitada adopción es que no se pueden integrar fácilmente en las prácticas actuales de desarrollo. Además, todavía no se compaginan bien con los paradigmas de aplicación existentes, como los lenguajes de programación imperativa. Sin embargo, los investigadores siguen valorando los frutos de su trabajo como valiosos y, de hecho, el éxito de las recientes aplicaciones de los métodos formales en el desarrollo de sistemas sustenta ese punto de vista.

A pesar de la falta de una comunidad de investigación más amplia y la poca acogida en los procesos formativos depregradoypostgrado,nosepuedeperderdevistaelsignificadodeestosbeneficios.Dehecho,sepuedeargumentar que la capacidad de escribir descripciones abstractas del comportamiento del sistema y luego analizarlas formalmente para determinar sus propiedades emergentes, es una historia de éxito de la investigación en métodos formales.

Algunas aplicaciones de los métodos formales son:

uNIVerSIdad de SaN BueNaVeNtura medellíNuNIVerSIdad de SaN BueNaVeNtura medellíNuNIVerSIdad de SaN BueNaVeNtura medellíN

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• Descripción formal de juegos• Manuales de usuario• Formalizaciónyverificacióndeprocedimientosyprotocolos• MUSIC! formalizada • Representación formal de textos escrito• Conducta personal/social de agentes humanos y virtuales• Temáticas de lenguaje natural• Modelado de usuario formal para la interacción Persona-Computador• Modelado formal de sistemas biológicos• Modelos formales para la física

El futuro de los métodos formales

En términos de aplicaciones, los métodos formales están entrando en un período muy prometedor. La industria del hardware y del software empiezan ha adoptarlos lo mismo que han hecho la industria aeroespacial y la automotriz. La demanda por más seguridad en el software obliga a utilizar métodos formales, como varios investigadores han demostrado convincentemente [4], [12], [13] y las herramientas formales se desplegaran en navegadores y sistemas operativos como una singularidad.

Se espera que de esta agitación de interesantes aplicaciones surjan nuevos y fundamentales desafíos para la investigación en métodos formales. Uno de esos desafíos podría ser el de las librerías matemáticas formales, que requieren una comprensión más profunda de cómo compartir los resultados entre los probadores. Una mirada seria desde los métodos formales a la comunidad de la “web semántica” podría crear nuevos desafíos fundamentales y demostrar que es posible mover la computación a la esfera semántica. Otro desafío interesante será lograrque todas laspruebasdel software seanmáseficaces, loqueoriginaríaunaárea importantedetrabajo investigativo en Ciencias Computacionales.

En adelante, será posible observar un compromiso más serio para usar más ampliamente las aserciones y datos tipo invariantes en el código ordinario, lo que despertará el interés y la realización de herramientas formales que le ayuden a los desarrolladores y diseñadores a entender lo que están haciendo y a exponer la estructura lógica subyacentedelosalgoritmos.Talcomprensiónaceleraráelprocesodedesarrolloyloharámásconfiable,yaque se moverá a un nivel más alto de abstracción.

Conclusiones

Las fuerzas naturales que impulsan la aplicación de los métodos formales, las fuerzas que están ofreciendo plataformas más potentes y las extensiones de las herramientas estándar que vienen con cada aplicación nueva e importante llevarán la investigación en métodos formales a un momento de apogeo a través de aplicaciones creativas.

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inmediatas. No puede esperarse hasta que los investigadores actuales no estén, ya que no habrá quien capacite a los nuevos interesados. Para lograrlo, se requiere una cooperación entre las universidades y la industria de losmétodosformales,yaqueestogeneraríamodificacionesalcurrículoparaquelosestudiantesutilicenlastécnicasylasherramientasformalescomolaespecificaciónformal,lasaserciones,losmodelosdecontrol

integrado,losavancesenelrefinamientoformalylosprotocolosparadiseñaryaplicarpruebas.

Referencias

[1] Meyer, Bertrand. “From Process to Product: Where is Software Headed?” IEEE Computer 28, No. 8 (1995): 17-23.[2] Saiedian, Hossein. “An Invitation to Formal Methods”. IEEE Computer 29, No. 4 (1996): 16-17.[3] Meyer, Bertrand. “The Next Software Breakthrough”. IEEE Computer 30, No. 7 (1997):113-114.[4] Craigen, Dan, and Karen Summerskill (Ed.). Formal Methods for Trustworthy Computer Systems (FM89): Report from FM89: A Workshop on the Assessment of Formal Methods for Trustworthy Computer. Halifax, Canada: Workshops in Computing, Springer-Verlag, 1990.[5] Knight, John C. et al. “Why Are Formal Methods Not Used More Widely?” The Fourth NASA Langley Formal Methods Workshop Lfm97, Hampton, Virginia (1997): 1-12.[6] Serna, Edgar M. “Métodos formales e Ingeniería de Software”. Revista Virtual Universidad Católica del Norte, No. 30, (2010): 1-26.[7] Floyd, Robert W. “Assigning Meanings to Programs”. Mathematical aspects of computer science 19, (1967): 19-32.[8] Gries, David. The Science of Programming. London: Springer-Verlag, 1981.[9] Hoare, Charles Antony Richard. “An Axiomatic Basis for Computer Programming”. Communications of the ACM 12, No.10, (1969): 576-583.[10] Dijkstra, Edsger W. A Discipline of Programming. USA: Prentice-Hall, 1976.[11] Akers, Robert L. et al. “Gypsy Verification Environment User’s Manual”. Technical Report 61,Computational Logic Inc., September 1990.[12] Bowen, Jonathan P., and Hinchey, Michael G. Applications of Formal Methods. UK: Prentice Hall, 1995.[13] Woodcock, Jim et al. “Formal methods: Practice and experience”. ACM Computing Surveys 41, No. 4 (2009): 1-40.

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11. IMPLEMENTACIÓN CON HERRAMIENTAS FOSS (FREE OPEN SOURCE SOFTWARE) PARA LA ADMINISTRACIÓN DEL

PATRIMONIO CULTURAL E HISTÓRICO EN SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. CASO DE ESTUDIO MEDELLÍN

Claudia Elena Durango Vanegas 1, 2, 3, a, b, Carlos Arturo Castro Castro 1, 2, 3, c

1 Universidad de San Buenaventura2 Grupo de Investigacion En Modelamiento y Simulación Computacional - GIMSC -

3 Semillero de Investigación en Ingeniería del Software y Áreas Relacionadas -SisUsbMed-a [email protected], b [email protected],

c [email protected]

Los Sistemas de Información Geográfica se vienen convirtiendo en una herramienta computacional queposibilitamejorarlosprocedimientosyanálisisdelaInformaciónGeográfica.Elmedioculturalhageneradoespacio de crecimiento intelectual lo que ha generado un aumento en la conciencia de conservación y gestión del Patrimonio Cultural e Histórico. Este cambio en la sociedad está reconociendo la diversidad de la población y generando nuevos espacios de participación, espacios que debemos aprovechar para incluir dinámicas de gestiónconherramientasdeSistemasdeInformaciónGeográficalibre.EnMedellín,sehanimplementadosistemas de administración de datos patrimoniales culturales e históricos de la ciudad, que han ayudado en la toma de decisiones sobre conservación y crecimiento, pero utilizando herramientas costosas. Este proyecto lo que pretende es implementar un modelo geodatabase para la administración del Patrimonio Cultural e Histórico con herramientas FOSS (Free Open Source Software).

Introducción

LosSistemasde InformaciónGeográficas (SIG)permitenobtener solucionesaproblemasque involucrandatosgeorreferenciadosy tomadedecisionesefectivasyeficientesparaunagranvariedaddesituacionesque involucran entre otras, el trazado de mapas, la exploración de recursos territoriales, la ordenación del medioambiente, laplanificaciónyadministración,gestiónde informaciónquepermita la identificaciónypreservacióndesectoresculturalesehistóricos.Unsistemasde informacióngeográficaincluyeuntalentohumanocalificadoysensibilizado,unaadecuadaarquitecturaempresarialcohesionadacon laarquitecturade TI que a su vez incluye las plataformas tecnológicas (hardware y software) para el procesamiento de datos georreferenciados y la obtención de modelos de análisis, simulación y mapas con información tabular asociada.Las herramientas tecnológicas para los SIG tienen una variedad de costos que dependen de: tipo de licenciamiento, las extensiones para procesos especializados, la integración con otros sistemas de información ylascompetenciasrequeridasparausuariosfinales,usuariosadministradoresyusuariosdesarrolladores.Paralos SIG se cuenta con herramientas que involucran costos de licenciamiento, como es el caso de ARCGIS de la casa ESRI y Geomedia, también se cuenta con herramientas libres, con licenciamiento GNU, BSD, OpenSSL, EULA,entreotras.OPENGISserefierenaaplicacionesparaSIGconcódigoabiertoyconestándaressegúnla OGC (Open Geospatial Consortium) [1] y FOSS (Free and Open Source Software) incluye los conceptos

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desoftwarelibreysoftwaredecódigoabierto;paraelcasodelosSIGsepresentalacomunidadFOSSGIS[2]. Entre las aplicaciones FOSSGIS más estables, de mayor uso y soporte se encuentran: PostGress-PostGis para bases de datos espaciales, GvSIG, QuantumSIG, Kosmo, MapWindowsGIS, Ilwis para procesamientos, modelación,simulaciónyobtencióndemapas;GeoserveryMapServerparaelprocesamientoyvisualizaciónen entorno WEB [3].En Medellín, son diversos los centros culturales e históricos que acompañan el crecimiento de la ciudad, que ayudan a comprender las interacciones sociales, culturales e históricas de la ciudad, lo que nos ha llevado a considerar necesario realizar la identificación de los bienes inmuebles patrimoniales que registran lahistoria, para apropiarnos de esos valores de conservación requeridos por la sociedad actual. El Departamento Administrativo de Planeación de la Alcaldía de Medellín, publicó el “Plan Especial de Protección del Patrimonio cultural Inmueble del Municipio de Medellín” [4], en el que se evidencia la necesidad del uso de lasherramientasparasistemasdeinformacióngeográfica,paragestionarlainformacióndisponiblequeapoyenlaobtencióndemapaszonificadosyfacilitarlatomadedecisiones.Lainformaciónseencuentracaracterizadapor zonas de protección y/o preservación, aunque no específicamente por el bien inmueble patrimonial.Adicionalmente posee información tabular consignada en fichas con el inventario denominadas BIC-N yBIC-M (Bienes de Interés Cultural con declaratoria de carácter nacional y Municipal respectivamente) [4]. En la Universidad de San Buenaventura se desarrolló un proyecto para modelar una base de datos espacial que incluye los requerimientos de planeación y un prototipo de aplicativo con ARCGIS para validar el modelo y obtenerconsultasdegraninterésenelárea,comoidentificarlosfocosdeubicacióndelosbienesinmueblespatrimoniales, focos que han permitido un alto grado de desarrollo social y económico, por estar ubicados en zonas turísticas de la ciudad [5], adicionalmente se desarrollaron aplicativos con herramientas FOSSGIS (Postgres-PostGis, Quantum Gis, Mapserver) [6] con su correspondiente modelo de pruebas funcionales [6] y análisis de rendimiento [7], igualmente se desarrolló un geoportal con Joomla, Flex y MapServer [8].En este artículo se presenta la metodología para migrar una base de datos espacial que modela los requerimientos de planeación municipal elaborada y probada en ArcGis hacia una plataforma FOSSGIS con su correspondiente plan de pruebas y análisis de rendimiento y resultados obtenidos.

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Metodología

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Diagrama de Actividades. Fuente propia, proceso tomado de [3]

El modelo de pruebas es una adecuación del ciclo PHVA de mejora continua presentada por Deming [9]

Para administrar la información del proceso se utilizó una herramienta de libre uso llamada Mantis, a través del módulo Bugtracker a manera de registro de incidencias.

Para las pruebas de rendimiento se usó una máquina virtual XP 32 bit con 1Gb de RAM sobre una máquina física Windows 7 64 Bits Intel Core Duo 2.7 y la herramienta Chrono para medir los tiempos de respuesta. En primer lugar se cargó la base de datos completa desde PostGress y se compararon los tiempos contra la cargadesdetodososshapefiledesdeunacarpeta,conGvSIG,QuantumGISyKosmomidiendolostiemposderespuesta, promediando tres medidas para cada herramienta. En segundo lugar se cargó la malla vial desde la basededatosPostGressversuselshapefiledesdeunacarpeta,seeligióelshapefiiledemallavialporrequerirmayor procesamiento, por último se obtuvieron los siguientes resultados:

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Se concluye que cargar los shapefile esmás rápido que cargar la base de datos.Además que de las tresherramientas la de mejor rendimiento es Kosmo.

Bibliografía

[1] OGC. Making location count [En línea]. www.opengeospatial.org [Citado el 26 de septiembre de 2011] [2] FOSSGISS E.V. [En línea]. www.fossgis.de[Citado el 26 de septiembre de 2011] [3] LÓPEZ MONTOYA, Ricardo. Nicolás Pérez Díez. Migración OPENGIS Patrimonio Cultural. Caso Medellín. Medellín, 2010. Trabajo de Grado (Ingeniero de Sistemas). Universidad de San Buenaventura Seccional Medellín. Facultad de Ingeniería. [4] Plan Especial de Protección del Patrimonio Cultural Inmueble del Municipio De Medellín, Documento Resumen, Departamento Administrativo de Planeación, 2004.[5] DURANGO VANEGAS, Claudia Elena y CASTRO CASTRO, Carlos Arturo. Administración del patrimonio culturalehistóricoutilizandoherramientasdesistemasdeinformacióngeográfica,casodeestudioMedellín.Medellín,2009.TrabajodeGrado(EspecialistaenSistemasdeInformaciónGeográfica).UniversidaddeSanBuenaventura Seccional Medellín. Facultad de Ingeniería.[6] HERNÁNDEZ, Luis Augusto. Modelo de pruebas aplicado al proyecto: migración a OPENGIS proyecto patrimonio cultural caso Medellín. Medellín, 2011. Trabajo de Grado (Ingeniero de Sistemas). Universidad de San Buenaventura Seccional Medellín. Facultad de Ingeniería.[7] MURILLO CHAVERRA, Alex Rey. Diseño y ejecución de pruebas de rendimiento para aplicaciones de sistemasdeinformacióngeográficaconplataformasOPENGIS.Medellín,2011.TrabajodeGrado(Ingenierode Sistemas). Universidad de San Buenaventura Seccional Medellín. Facultad de Ingeniería.[8] VÁSQUEZ, Diego Andrés y CASTRO CASTRO, Carlos Arturo. Arquitectura para la creación del GEOPORTAL patrimonio cultural de Medellín. GEOWEB USBMED. Medellín, 2011. Trabajo de Grado (Ingeniero de Sistemas). Universidad de San Buenaventura Seccional Medellín. Facultad de Ingeniería.[9]Orsini,J.N.(2006).“W.EdwardsDeming- thefirstmanagementengineer.”EngineeringManagementJournal 16(3): 46-47.

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12. LA SIMULACIÓN CON PROMODEL, COMO ESTRATEGIA DE ENSEÑANZA EMPRESARIAL PARA ESTUDIANTES DEL CENTRO DE ESTUDIO REGIONAL –CERES UNAB, EN EL MUNICIPIO DE SABANA

DE TORRES.

Luis Reina Villamizar 1 ,2, a, b, Denise Paola Pabón Peñaloza 1, 2, c

1 UNAB TecnológicaTecnología en Logística y Distribución2 Semillero en Logística y Distribución

a [email protected], [email protected],c [email protected]

Introducción

La Simulación es un área de estudio que forma parte de la Investigación de Operaciones (IDO), la cual se usa en todas las áreas de estudio conocidas. La Simulación permite estudiar un sistema sin tener que realizar experimentaciónsobreelsistemareal.Estopresentamuchasventajasanivelempresarialyespecíficamenteenla academia, ya que permite generar entornos de análisis, bajo esquemas algorítmicos de tipo matemático. Sin embargo,estanoeslaúnicaformadeestudiarunsistema;otraposibilidadesconstruirunmodeloanalíticoconformado por un conjunto de ecuaciones (generalmente diferenciales) que representan el sistema con el objetivo de luego resolverlo para diferentes situaciones, o bien plantear un modelo de optimización que pretende proporcionar la estrategia óptima que el sistema debe adoptar para funcionar mejor de acuerdo con alguna medida de rendimiento establecida en la “función objetivo” y satisfaciendo las diversas condiciones del problema, establecidas en “las restricciones”. Los modelos que se obtienen como un conjunto de ecuaciones se denominan con frecuencia modelos analíticos, es decir modelos de ecuaciones diferenciales o de optimización. Es importante acentuar en la presentación de éste trabajo de investigación, la posición particular de los estudiososdelasecuacionesdiferenciales;quienesafirmanconorgulloquetodoslosmodelosanalíticossonde ecuaciones diferenciales, ya que incluso una simple ecuación algebraica es una ecuación diferencial de orden cero.

¿Qué es la Simulación?

Simulación es una palabra que es familiar a los profesionales de todas las disciplinas. De esta manera el significadodelapalabraSimulaciónseexplicacasiporsímisma.Entrelossignificadosquesepuedenobtenerde la gente común y corriente para la palabra “Simular”, se encuentran los siguientes: “Imitar la realidad”, “emularunsistema”,“dar laaparienciaoefectodeunsistemaosituación real”.Haymuchasdefinicionespropuestas sobre loque significaSimulación; sinembargo para la realizacióndeéste trabajo seasume lasiguiente:

“Una simulación es una imitación de la operación de un proceso del mundo real sobre determinado tiempo”


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En ésta definición, está implícito un sistema,mismo que contiene un proceso (posiblemente formado porsubprocesos).Deestamanerasetratadeunsistemaelcualcambiaconeltiempo.Nótesequeenestadefiniciónno se señala si las relaciones de las variables del sistema son discretas o continuas, esto depende del modelo que representará al sistema real. Esta división no existe siempre en la realidad, han sido los seres humanos quienes lo han dividido (para facilitar su estudio) en discreto y continuo. Esto sucede con todas los elementos de la naturaleza;estáesúnica,sinembargo,elhombresehaencargadodedividirlaenfísica,biología,matemáticas,etc. No importa cómo se divida a la naturaleza esta seguirá siendo única y probablemente indivisible. Un modelo es una representación de un objeto de interés. No obstante que el objeto sea único, el número de representaciones es por lo general muy grande, de modo que el número de modelos de un sistema del mundo real lo es también. Puesto que para un sistema del mundo real habrá tantas representaciones como concepciones delarealidadsetengan;elnúmerodemodelosesporlogeneralinfinito.Elhechodequesetengamásdeunmodelodesimulaciónparaunsistemareal,nodebegenerardemasiadapreocupación;encontrarunmodelodesimulación casi siempre es fácil, mientras que encontrar un modelo analítico con frecuencia es una tarea ardua , e implica generar proyectos , en los que el tiempo se convierte en un punto de control crítico.

Trabajo de Investigación

A nivel de procesos de simulación, aplicados como estrategia de enseñanza aprendizaje, la Universidad Autónoma de Bucaramanga , mediante la asignatura Informática para Logística perteneciente al plan de estudios de Tecnología en Logística y Distribución , plantea un conjunto de actividades y acciones , orientadas a suplir la necesidad de articular ambientes reales , con procesos sistémicos de índole logística y de producción mediante el desarrollo de modelos de simulación , con software especializado , como PROMODEL y FLEXSIM.Teniendo en cuenta los parámetros a nivel de caracterización, para la realización de éste trabajo, el docente de la asignatura de Informática para Logística y los estudiantes plantearon la siguiente pregunta de investigación:

¿Cuál es el impacto que generan los modelos de simulación, utilizando el software PROMODEL, en los procesos de enseñanza aprendizaje de los estudiantes que pertenecen al CERES de Sabana de Torres de la Universidad Autónoma de Bucaramanga?

Metodología

La metodología que se utilizó para el desarrollo del trabajo de investigación, incluye los siguientes elementos:

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Desarrollo de la Investigación

El trabajo de investigación se desarrolló en el Municipio de Sabana de Torres, con 12 estudiantes del CERES -UNAB , en la Tecnología en Logística y Distribución , 8 de ellos mujeres y 4 hombres , pertenecientes al curso InformáticaparaLogística;elperíododetiempoestablecidofuédecuatrofinesdesemana,distribuidosenelsiguientehorario:Sábados(8:00AM–12:00M)(2:00PM-6:00PM);Domingos(8:00AM–12:00M).Se descargó el software PROMODEL Versión académica, se realizó la introducción y explicación de los elementos claves, para acentuar mediante un tutorial la dinámica y secuencia lógica de cada comando a utilizar, para proceder a realizar modelos básicos de simulación, como soporte al texteo técnico del simulador.En el desarrollo del curso, el docente utiliza guías de laboratorio, en las cuales se presenta la metodología, paraeldiseñoyelaboracióndemodelosdesimulaciónconPROMODEL;loscualessonuninsumo,paralarespectiva evaluación del estudiante, junto con otras actividades en las cuales participan a nivel de equipos de trabajo.Entre las estrategias de evaluación se utilizaron, los momentos contemplados en todo proceso de Evaluación: Heteroevaluación (la realizada por el docente a estudiantes), la Coevaluación (la realizada entre los alumnos), laAutoevaluación(larealizadaporcadaalumnoasuprocesoformativo);paracadamomentoseaplicaron


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diferentes instrumentos que permitieron valorar la apropiación de la simulación en cada estudiante.

Resultados Obtenidos

1. Ubicación del estudiante de un contexto real mediante el uso de un escenario virtual.2.Integracióndelosconocimientosteóricosmediantelainterfacegraficadelsimuladorpermitiéndoleeldiseñode escenarios físicos en los cuales aplica modelos matemáticos que le permiten la comprensión de conceptos empresariales de logística.3. Desarrollo de la habilidad tecnológica desde la ruta inicial hasta la aplicación y desarrollo de un modelo especificodesimulación.4. Aplica conocimientos previos en escenarios actuales, realizando transferencias y ensambles conceptuales.5.identificacióndefortalezasquepresentaeldiseñoylaelaboracióndecentrosyceldasdemanufacturaenun proceso logístico.

Conclusiones

1 .Los estudiantes de Informática para Logística lograron apropiarse del concepto de simulación en procesos logísticos, mediante la aplicación del Software PROMODEL.2. Al desarrollar modelos de simulación los estudiantes adquieren ventajas competitivas que facilitan su integración en el escenario laboral.3. El desarrollo de modelos de simulación permite que los estudiantes reconozcan la importancia de cursos tales como: estadística, modelos cuantitativos, matemáticas, calculo entre otras.4. El conocimiento de la diversidad de modelos de simulación permite integrar conceptos de logística empresarial eidentificarherramientasdesoporteenlatomadedecisionesensudesempeñolaboral.

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Webgrafía

[1] http://www.promodel.com.mx/libros.php

[2] http://www.programasde.com/promodel-simulador-de-procesos-industriales/

[3] http://heurzone.blogspot.com/2008/10/simulacion-en-promodel.html


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13. SISTEMA DE MEDICIÓN PARA LA CARACTERIZACIÓN ACÚSTICA DE MATERIALES A INCIDENCIA NORMAL DEL SONIDO

Juan David Gil Corrales 1,2,3,a , Daniel Giraldo Guzmán 1,2,3,b , Enrique Raúl Córdoba Castro 1,2,3,c, Andrés Mauricio Cárdenas Torres 1,2,3,d,e

1 Universidad de San Buenaventura2 Grupo de Investigación en Robótica Móvil

3 Semillero de Investigación en Robótica Móvila [email protected], b [email protected], c [email protected],

d [email protected], [email protected]

Introducción

Elcoeficientedeabsorción,elfactordereflexiónsonoraylaimpedanciaacústicasonpropiedadesindispensablesen la caracterización, investigación y desarrollo de materiales para el acondicionamiento acústico y para su implementacióneneldiseñoyconstrucciónderecintosconrequerimientosacústicosespecíficos;porloquesiseconocenconexactitud,lafiabilidadenlosprocesosdesimulaciónycálculoaumenta.

Actualmenteexistendistintasherramientasparamedirelcoeficientedeabsorciónacústicadeunmaterial,entreellasesposibleencontrarlacámarareverberante,lacualesunasalacongeometríairregularconuncoeficientede absorción muy bajo, lo cual le permite largos tiempos de reverberación. Este método de medición consiste básicamenteenalojarunmaterialdentrodelasala,modificandolascaracterísticasacústicasdeesta,yluego,paradeterminarelcoeficientedeabsorción,seprocedeconunacomparacióndelascaracterísticasanterioresy posteriores a la presencia del material en la cámara. Otro método es el uso de un tubo de impedancia, cuyo principiosebasaenlamedicióndeunaseñalincidentesobreunmaterialyunaseñalreflejadadelmismo,ypor medio del procesamiento de las dos señales se puede determinar la cantidad de energía que se disipó en elmaterialyeldesfasequeprodujoelmaterialalaondareflejadaconrespectoalaincidente.Lasdiferenciasentre estos dos métodos radican en la cantidad de material de prueba necesario, las condiciones de medición, el procesamiento de los datos, entre otras [1].

Alrededor del año 2000, en el centro de instrumentación de la Universidad Nacional Autónoma de México [4],sellevóacabounexperimentoqueconsistíaenmodificaruntubodeimpedanciaconstruidoinicialmentepara medir bajo el método de relación de onda estacionaria (ISO10534-1) agregándole la capacidad de medir usando el método de función de transferencia (ISO10534-2). El experimento arrojó resultados coherentes en el rango útil de 300Hz a 1600Hz, haciendo posible medir con micrófonos no pareados y pudiendo comparar los resultados de dos métodos de medición distintos. La calibración del sistema del CIUNAM se referenció con un sistema que si usaba micrófonos pareados de la DVA-CENAM (División de vibraciones y acústica del centro nacional de metrología en México).

En [5] se enseñan los resultados de la fabricación de un tubo de impedancia basado en la ISO10534. La

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construcción del sistema tenía como objetivo hacerse de manera económica y que garantizara resultados válidos en el rango de 90Hz a 2000Hz. Otro objetivo de esta investigación era comparar los métodos de medición estipulados en las partes 1 y 2 de la ISO10534, además de usar distintas señales de prueba como MLS, ruido rosa y un barrido sinusoidal. Se encontró que el método de función de transferencia es mucho más rápido que el método de onda estacionaria, siendo igual de válidos los dos métodos, por otro lado se encontró queparamuestrasconuncoeficientedeabsorcióndeunpocomásde0.2,elusodebarridosinusoidalcomoseñal de prueba presentaba fallos, no pudiendo mejorar el resultado al aumentar el número de promedios en lasmediciones;porotroladoseencontróquelasseñalesMLSyruidorosapresentabanestemismoefectounpoco menos pronunciado.

Con referencia a estos antecedentes se decide diseñar el sistema de medición basado en el método de función detransferencia,conelcualsepretenderealizarmedicionesválidasdeformarápidayeficazenelrangode315Hz a 2500Hz.

Marco teórico

Larazónentrelaintensidaddeenergíareflejadaylaintensidaddeenergíaincidentesobreunasuperficie,sedenominafactordereflexiónsonora[5].Elcoeficientedeabsorción,ylaimpedanciaacústica,deunmaterialsedeterminanenuntubodeimpedancia,apartirdelamedicióndelfactorcomplejodereflexiónsonora,aincidencianormal.

En la Figura. 1. Se muestra la distribución que tendrán los elementos para la construcción del tubo de impedancia.

Figura. 1. Diagrama del tubo de impedancia: 1. Micrófono A, 2. Micrófono B, 3. Material de prueba, 4. Altavoz, 5. Tubo de onda plana.

ParadeterminarlafuncióndetransferenciaH_12sesigueelmétodoplanteadoen[2],elcualestablecequelatransferencia se puede ser obtenida mediante la relación entre la presión sonora compleja de la posición 2 con respecto a la 1.


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Ahora,lapresiónsonoradelaondaqueincidesobreelmaterialylaquesereflejasedefinemediante(2)y(3).

Donde p es la magnitud de p (señal de presión sonora) y es el número de onda complejo. Con esto, la presión sonoraenlaposición;correspondientealmicrófono1,ya;correspondientealmicrófono2,sedeterminancon (4) y (5).

Definiendoayreemplazando(4)y(5)en(1),eltotaldelcamposonoropuedeserobtenidocon(6).

Asímismo,sepuedeexpresarlafuncióndetransferenciaparalaondaincidenteyparalaondareflejada(6)y(7), donde es la separación entre los micrófonos:

Despejando de la ecuación (6) y relacionando el resultado con (7) y (8), se obtiene la expresión para el factor complejodereflexiónsonoraaincidencianormal:

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Apartirdelresultadodelaecuación(9)sedefineen(10)y(11),elcoeficientedeabsorciónsonoraaincidencianormal y la impedancia acústica del material.

Donde:

:Coeficientedeabsorciónsonora : Impedancia acústica del material [rayls]

A continuación se muestra la metodología que se implementará para hallar las funciones de transferencia requeridas y poder determinar el valor de , y de un material.

Metodología y resultados

Por medio del uso de MATLAB® se simularon las señales que estarían midiendo los micrófonos 1 y 2 mediante (4)y(5).Paraestosegeneróartificialmenteunaseñalincidente,luegosefiltróconlaintencióndesimularelefectoacústicoproductodelmaterialabsorbente,yasíencontrarunaseñalreflejada.Las características de las señales incidente y reflejada usadas para las simulaciones de las señales de losmicrófonos 1 y 2 se relacionan en la Tabla 1.

Tabla1.Señalesincidenteyreflejadautilizadasparalasimulacióndelasseñalesdelosmicrófonos1y2(Laseparaciónsetomódes=7cm).


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Los resultados en frecuencia, tras aplicar el algoritmo de procesamiento desarrollado, con las señales de prueba,semuestranenlasFiguras2,3y4;enlagráfica4semuestraunespectrogramadondeserelacionanlafrecuencia,eltiempoylaamplituddeloscoeficientes,usandolatransformadacortadeFourier(STFT)conelfindeanalizarmaterialesquecuyarespuestadeabsorcióneneldominiodeltiemposeasignificativaconrespecto a las señales que en el inciden.

Figura.2.Factordereflexiónycoeficientedeabsorción,señalesreferencia01.

Figura.3.Factordereflexiónycoeficientedeabsorción,señalesreferencia02.

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Figura.4.Factordereflexiónenfuncióndeltiempoydelafrecuencia.,señalesreferencia03.

Una vez alcanzado el funcionamiento correcto del algoritmo de cálculo, la siguiente etapa (la cual se encuentra actualmente en proceso), es la construcción del tubo de impedancia bajo los lineamientos de la ISO10534-2.EnlasFiguras2y3,semuestraelcoeficientede absorcióndedosmaterialesficticios,cuyarespuestadeabsorción es como se indica en la Tabla 1. El algoritmo implementado arroja como resultados una curva de reflexiónigualalarespuestadelfiltroyunacurvadeabsorcióninversaaella.Porloqueseconsideraválidoelprocedimiento de cálculo inicial con las señales simuladas. Dado que las señales que se están usando para probar el procedimiento de medición son señales simuladas, un análisis matemático de la exactitud del procedimiento no puede ser implementado dado que arrojaría resultados perfectos, sin embargo se tiene implementada una función de coherencia que muestra la relación entre los dos micrófonos y como están relacionadas las señales que ellos están capturando.

EnlaFigura4semuestraunespectrogramadelaseñaldonderelacionaelfactordereflexiónconlafrecuenciay el tiempo, este espectrograma brinda información acerca del comportamiento del material en el tiempo, para estecaso,esunmaterialficticioquereflejatodalaenergíadurante500msyluegoreflejalaenergíaamodofiltropasa bajas con frecuencia de corte en 2kHz. En este análisis solo fue posible establecer una resolución mínima de análisis de 500ms, esta resolución se debe aumentar para analizar el comportamiento de los materiales a señales impulsivas como por ejemplo la de un redoblante o cualquier otro instrumento de corto ataque.El análisis y la comparación de distintos métodos de medición de características acústicas de materiales, específicamentelaabsorciónacústica,muestraaltubodeimpedanciacomounaherramientaversátil,yeficaz,además de resaltar la importancia del método de función de transferencia con dos micrófonos como un forma de medición rápida y precisa.


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La caracterización acústica de materiales fabricados localmente se puede describir como un procedimiento científico-ingenierilqueaportaavancetecnológicoalaregiónencuantoalaposibilidaddedesarrollarnuevosmateriales para la industria de la construcción, e innovar y mejorar los resultados en proyectos de acústica arquitectónica, debido al diseño basado en cálculos, simulaciones y mediciones con materiales propios de la zona.

Bibliografía

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14. SÍNTESIS DE UN BANJO POR MODELADO FÍSICO UTILIZANDO GUÍAS DE ONDAS DIGITALES.

Jorge Andrés Mora Rodríguez 1, 2, a, Camilo Andrés Flores 1, 2, b,Andrés Mauricio Cárdenas Torres

1 Grupo de Investigación en Modelamiento y Simulación Computacional.2 Semillero de Investigación en Robótica Móvil

a [email protected], b [email protected],c [email protected], d [email protected]

Desde comienzos del siglo XX, se ha venido desarrollando diversas técnicas para lograr emular o crear sonidos utilizando dispositivos eléctricos y electrónicos, a este procedimiento se le conoce como síntesis del sonido. Enlaactualidad,existenmuchasformasdesintetizarsonidos,siendounasmáseficientesqueotras.Debidoaestoysucapacidadde identificarsistemasno linealesdevariasentradasyvariassalidas,sehadecididorealizaruntipodesíntesisconbasealasredesneuronales,yrealizarunacomparación,encuantoaeficienciacomputacionalyafidelidaddelossonidos,conelmodeladofísicoporguíadeondadigital,queesunodelosmétodos más utilizados actualmente para sintetizar instrumentos de este tipo.La síntesis de instrumentos musicales de forma realista requiere un gasto computacional elevado comparado con los métodos tradicionales de síntesis de sonido. Debido a la variedad de métodos existentes para sintetizar sonidosreales,hacefaltadeterminarcuáldeellosesmáseficienteencuantoalgastocomputacionalylabuenarepresentación del sonido.

A pesar de que la síntesis por modelado físico es muy implementada en la actualidad, se propone realizar la parametrización del modelo con algoritmos de aprendizaje inteligente. Por otra parte, la síntesis mediante redesneuronalestambiénesinnovadorayaqueenelcontextocolombiano,segúnunarevisiónbibliográficarealizada,nosehaimplementadoestetipodealgoritmosparaestefin.

Conocercuáldelosdosmétodosdesíntesismencionadosesmáseficiente,permitiráalosdesarrolladoresdeinstrumentosvirtualesdecuerda rasgadaobtener resultadosmásóptimosyfielesen lacreacióndenuevosinstrumentos sintetizados.

Referente Teórico:

Elgastocomputacionalesuntérminocomúnmenteutilizadoenelprocesamientodeseñales yserefierealas exigencias que hace un proceso cualquiera al procesador que está realizando la tarea. Entre más exigente computacionalmente sea el proceso, mejores características deberá poseer el procesador para poder responder eficientementeantelasdemandasdelproceso.


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La síntesis de sonido es considerada hoy en día una herramienta de gran utilidad para la producción musical en

distintos ámbitos como el cine, los video juegos, sonidos para dispositivos celulares o la creación de canciones

comunes y corrientes, entre otros. Sin embargo, obtener la emulación de sonidos reales presenta el problema de ser un proceso complejo y que consume muchos recursos computacionales. Por esta razón, durante mucho tiemposeprefirióutilizarsonidosgrabados(samples)enlosinstrumentosvirtuales,apesardesugranconsumode memoria y de su limitada capacidad de expresividad a comparación del instrumento real que se emulaba. Sin embargo, con el transcurso de los años, el avance en la capacidad de procesamiento de los computadores hasidomuysignificativo,permitiendolacreacióndenuevosmétodosdesíntesisconunaaltacalidadsonoraycon un menor consumo de memoria que el requerido por la utilización de samples.

Mencionando algunos métodos de síntesis, se procederá a hacer una breve descripción de cada uno de estos:

• Síntesis espectral: concentra su atención en analizar las frecuencias características del sonido que se desea sintetizar. Como ejemplo se encuentran la síntesis aditiva y sustractiva con las consideraciones actuales para generar el comportamiento dinámico de las componentes espectrales características del timbre de los instrumentos musicales.

• Síntesis por algoritmos abstractos: Se basa en la producción de sonidos mediante fórmulas matemáticas que nonecesitanestarrelacionadasconlosprincipiosacústicosdelmundoreal.Dentrodeestaclasificaciónseencuentra la síntesis por modulación de frecuencia (FM) de gran auge en la década de los 80s.

• Procesamiento de muestras grabadas: consiste en grabar una muestra de un sonido y procesarlo para cambiarlo hasta obtener el resultado deseado. Esta técnica no crea sonidos desde cero.

• Síntesis por modelado físico: consiste en la creación de un modelo matemático que describa el comportamiento del instrumento con base a los principios físicos que lo rigen. Este método se divide en dos categorías: técnicas de descomposición modal, que consisten en formulaciones de los sistemas dentro del dominio de la frecuencia, y las técnicas de dominio temporal como la guía de ondas digital, que es el método de síntesis por modelado físico más utilizado en la actualidad .

Las redes neuronales son un método de reconocimiento de patrones que permite modelar sistemas no lineales y que varían en el tiempo, mediante un entrenamiento con base a las entradas que se le aplican al modelo y las salidas que produce. Gracias a una comparación entre las salidas generadas por el modelo y las esperadas, se realizan ajustes de los parámetros internos de éste, hasta obtener un modelo que responda de una forma muy similar al sistema real. Cuando se logra esto, se dice que la red esta entrenada.

Una buena representación del sonido sintetizado se da cuando el comportamiento armónico-temporal de los sonidos del instrumento real, se parecen mucho al de los sonidos del instrumento sintetizado. Entre mayor sea la similitud, mejor es la representación de los sonidos sintetizados.

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Resultados

Hasta el momento se ha trabajado en la parte de modelado físico por guía de onda digital. Ya se obtuvo el modelo de las 5 cuerdas del banjo al aire, las mediciones de la respuesta al impulso de la caja de resonancia del instrumento,incluyendolapropuestadeunmontajeexperimentalparalograrlo;yademás,seestátrabajandoenla implementación de un algoritmo que sirve para extraer de la vibración de la cuerda la señal de perturbación a la que fue sometida. También se abstrajeron los parámetros fundamentales de la cuerda, necesarios para parametrizar el modelo.

Figura 1. Esquema del experimento para obtener la respuesta el impulso de la caja de resonancia del banjo.

En la Figura 2 se muestra el esquema del experimento realizado con las distancias en centímetros (cm). La masa de la varilla utilizada fue de 44.5 gramos (g). Las cuerdas del instrumento se cubrieron para evitar que estasinterfirieranenlasmediciones.Elmicrófonoutilizadofueundbx®RTA-M,ubicadoa7.5cmdelejedereposo del péndulo, y apuntaba a la segunda cuerda (SI).

Figura 2. Experimento para la obtención de la respuesta al impulso de la caja de resonancia del banjo.

uNIVerSIdad de SaN BueNaVeNtura medellíNuNIVerSIdad de SaN BueNaVeNtura medellíN

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Después del experimento, se analizaron los resultados y se encontró una alta similitud entre las distintas respuestas obtenidas.

Por último, se seleccionó la respuesta para realizar la simulación.

Simulación

Para la simulación se utilizaron Matlab® y Simulink, debido a que en esta etapa del proyecto no es nuestra preocupación la implementación en tiempo real del instrumento virtual.

La entrada al modelo fue un pulso muy corto de ruido blanco, ya que esta señal posee la misma energía para todas las frecuencias, asemejándose a un impulso unitario por su corta duración. La diferencia entre el tamaño de las líneas de retardo de ambas polarizaciones de las cuerdas, fue de 0.25 muestras. Se realizaron pruebas para las distintas cuerdas y se variaron las ganancias en los topes de éstas (puente y cajuela) con valores inferiores a la unidad, para mantener la estabilidad del sistema.

Lacuerdayelfiltrado,seimplementaronenSimulink(Figura6.),elsonidoresultantesellevóalworkspacedeMatlab® y ahí se realizó la convolución con la respuesta al impulso obtenida.

Elfiltroqueajustalaexcitación,paralosdistintoscasosdefuerzaejercidayáreadecontactosobrelacuerda,es pasa bajas de primer orden, con una frecuencia de corte de 7KHz.

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Figura 4. Simulación primera cuerda.

Este mismo procedimiento se repitió para cada una de las cuerdas, teniendo en cuenta las variaciones necesarias para cada modelo en particular.

La determinación del error se debe realizar en el dominio del tiempo y la frecuencia. La forma más apropiada que se encontró, fue basarse en la trasformada de furrier de tiempo corto. Para esta etapa de la investigación no se realizó dicho procedimiento, porque la parametrización del modelo se realizó de forma subjetiva y cualitativa. Sin embargo, para una próxima etapa del proyecto, se pretende utilizar el procedimiento expuesto en (7), para calcular el error y parametrizar el modelo.

Conclusiones

El modelo físico por guías de ondas digitales de una cuerda funciono según lo esperado en cuanto a frecuencia. El resto de las características variaban mucho bajo cualquier alteración de los parámetros del modelo. Por esta razón, en una siguiente etapa del proyecto, se pretende parametrizar las cuerdas con base a mediciones mediante algoritmos genéticos, como se propone en (7). Luego de parametrizar el modelo, se realizara una validación de éste, comparando el sonido simulado, con el sonido real.

Al no realizar el experimento para la obtención de la respuesta al impulso en una cámara anecóica, la captura se vio afectada por la sala, obteniendo así, la respuesta al impulso del banjo dentro del recinto en que fue grabada.

La utilización de Matlab® y Simulink permitió realizar las simulaciones de una forma ágil, ya que todos los procedimientos matemáticos se pueden realizar de forma rápida en estos programas. Sin embargo, cuando se obtengaelmodeloparametrizadofinal,setrabajaraenlaimplementacióndelinstrumentovirtualenC,parapoder ejecutarlo en tiempo real de una forma óptima.


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15. INTEGRACIÓN DE TECNOLOGÍAS LIBRES Y PROPIETARIAS, PLATAFORMA DE COMUNICACIÓN, CASO CYS TECNOLOGÍA S.A

Cristian Camilo Sánchez Jaramillo 1,2,3, a, Jaime David García Causil 1,2,3, b,Carlos Arturo Castro Castro 1,2,3, c



c [email protected]

Introducción

Las comunicaciones mediadas por tecnologías como correo electrónico, voz, mensajería instantánea, video llamadas entre otras, han permitido que las organizaciones mejoren su competitividad en cuanto a que las interaccionesconelclienteinterno,clienteexternoyproveedoressoncadadíamáseficacesgenerandomayorvalor agregado a la cadena de valor. Sin embargo la gran cantidad de dispositivos y herramientas disponibles e integradasalsistema,generaproblemasdeeficienciaalmomentodeubicaruncontactoyestablecerunacomunicación ágil. Las plataformas de servicios de mensajería pública y privada, redes para servicio móviles y los sistemas de geo posicionamiento son tan diversos e incompatibles como los proveedores de cada servicio. ParalograrunamayoreficienciaeintegracióndeserviciosexistenplataformasintegradorascomoMicrosoftLync®[10][11],lasolucióndeCiscoUnifiedCommunicationsManager®(CallManager)[9],CommunicationsManager® la solución de Avaya [14] [15], y proyectos de desarrollo de API’s para Asterisk.

Soluciones como la de Microsoft Lync® permiten la cohesión con otras tecnologías, bien sea de licencia libre o de pago.

En este trabajo se presenta una arquitectura que integra Microsoft Lync® (Licencia de pago) y Asterisk [7] [8] (FOSS-Free open source software) implementada en la empresa CYS Tecnología S.A., la que ha permitido una reducción considerable de costos, utilizable en regiones con canales de internet “angosto”, e integrado a la telefonía análoga.

Las organizaciones actuales están evolucionando, cada día, se establecen nuevos contactos y las personas conocen más gente, obligándolas a establecer diferentes formas de comunicación. En este punto es interesante resaltar la gran cantidad de herramientas disponibles de todo tipo para establecer comunicaciones efectivas y justamente estas son las que comienzan a representar un problema para la empresa del mundo actual, arrastrando a los miembros de una industria cada vez más conectada a usar demasiados métodos de comunicación, generando sobrecostos, pérdida de tiempo y discontinuidad en el negocio. Las empresas se han dado cuenta de ello y se ha comenzado a generar soluciones, las grandes compañías enfocaron sus esfuerzos en generar una solución unificadayrápida.¿Porquéentoncesgeneraruntrabajosobreunasituaciónaparentementesolucionada?;seapunta a que la solución completa no sea propietaria, ya que las empresas incurrirían en gastos exorbitantes, se


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propone una solución en la cual se integren tecnologías libres y licenciadas.

Surge entonces la necesidad de encontrar una alternativa a una solución completamente propietaria, para la cual la empresa se vería avocada a invertir un capital considerable. Se propone desarrollar una solución hibrida, integrando tecnologías licenciadas y propietarias, con soluciones libres, cada una de ellas probadas en medios bastante exigentes, reduciendo así costos de implementación y mantenimiento de forma considerable.

En este artículo se presenta un marco conceptual con las tecnologías de comunicaciones más maduras y de mayor impacto a nivel mundial, un estado del arte con implementaciones de gran éxito en la industria (casos de éxito). La metodología de implementación se basó en tomar elementos de ITIL para la gestión de la arquitecturadeTI,enelmarcodelaarquitecturaempresarialdefinidaenCYSTecnologíaS.A;unesquemadela arquitectura de software propuesto, el cambio cultura en la forma de interacción (mirar si se pueden mostrar indicadores),propuestadeproyectosfuturos,conclusionesyreferenciabibliográficas.

Inicialmente se presentará el estado actual de las comunicaciones con la solución propietaria de Microsoft® y las posibles falencias que pueda tener en una infraestructura de red como la Colombiana, mostrando el tipo de enlacesexistentesylasdificultadesquesepuedenpresentarsiseimplementaraunasoluciónLyncúnica,esdecir,sin hardware adicional. Luego se presentara la solución de código libre Asterisk, las funcionalidades básicas quetieneyhastadondesepuedellegarsiserequiereunasoluciónagranescala,finalmentelaintegracióndelasdos soluciones y por medio de que protocolos e interfaces se logra que el proyecto salga adelante, obteniendo losbeneficiosqueofrececadaplataformaparalascomunicaciones.

• -Viabilidad de la solución en universidades gracias al campus aggrement• -Cambio de cultura y formas de comunicarse• Integración con otras tecnologías

Justificación de la solución

LaempresaC&STecnologíaS.A. está interesadaen implementaruna soluciónque lepermitaunificar lascomunicaciones de la empresa ya que en la actualidad posee servicios de comunicaciones como mensajería y telefonía IP en plataformas independientes. La empresa desea tener un sistema que integre las actuales plataformasydeestamaneraunificarlosserviciosdecomunicacióninternosloquepermitirá:

• Realizar conferencias web• Telefonía IP• Mensajería instantánea• Verificacióndelaagendaentiemporealdetodoslosusuarios,advirtiendoprogramacionesexistentes• Correo electrónico• Servicios de audio y video entre los usuarios de la red• Integración con la actual plataforma de telefonía (Asterisk)• Integración de aplicaciones

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Durante el proceso de implementación de la solución en C&S Tecnología S.A. se creó la documentación del proceso a seguir para replicar la solución en otros ambientes empresariales, convirtiendo la implementación realizada localmente en un piloto para futuros despliegues de la solución.C&S Tecnología S.A. pretende mejorar los canales internos de comunicación que actualmente existen y funcionandeformaseparadaenlaorganizaciónconelfindereducirlostiempospararealizaruncomunicadogeneraloaungrupoespecíficoreduciendoeltiempoutilizadoenreuniones,llamadas,envíoyrecepcióndecorreo y los grandes procesos que se deben realizar para llevar a cabo una video conferencia. De esta manera se podrá aprovechar este tiempo en otras actividades aportando una recuperación sustancial de tiempos muertos en la planeación y ejecución de las actividades mencionadas que en la mayoría de los casos se convierten en costos ocultos para la compañía.

Desarrollo

Fase 1: Comparar plataformas de comunicaciones unificadas incluyendo OCS – Lync para determinardiferencias, ventajas y desventajas de cada una de ellas.

• Investigación exploratoria• Levantamientoyespecificaciónderequerimientos• Elaborar cuadro comparativo

Tabla 1. Comparación plataformas de comunicación

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La comparación mostrada se ejecutó entre las plataformas más conocidas y comerciales de comunicaciones unificadaspresentesenelmercado,haciendoénfasisenaspectosclavesparalatomadesesionesempresarialesy del negocio. Ya que se tienen en cuenta características que disminuirían el costo de la solución como Microsoft Campus Agreement, en qué tipo de arquitectura está basada la solución (Based on) y los dispositivos que se usaríanparalosusuariofinales(EndPoints).Serequirióentonces,lalecturadetenidadelascaracterísticasdecada una de las soluciones así como pruebas de funcionalidad en las plataformas que era posible.Específicamentesetomaronencuentaaspectoscomoeltipodeinfraestructurarequeridaparaunaimplementacióna nivel país, el tipo de clientes (End Points) que usa la solución y claro está, la compatibilidad con varios tipos de puerta de enlace para voz (Voice Gateway) donde se hace posible la integración con Asterisk.

Fase 2: Diseñar la arquitectura de TI para las comunicaciones unificadas de la empresa C&S Tecnología S.A.

• IdentificarPlataformasySubsistemasexistentes• DefinirlosnuevosSubsistemas(HardwareySoftware)• Diseñar la Integración de la Infraestructura de Negocios con la nueva plataforma

Imagen 1. Diseño clave de integración

ConfiguracióndeAsteriskcomopuertadeenlacealatroncalSIP/E1queseproveegeneralmenteenelterritorioColombiano, además de la posibilidad de establecer una conexión vía SIP (Session Initiation Protocol) con la solución de comunicaciones Microsoft Lync Server 2010

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Fase3:ImplementarlaplataformadecomunicacionesunificadasmediantelautilizacióndeLyncServer2010y Asterisk

• Instalar plataforma de virtualización• Instalar plataformas de comunicación• Configurareintegrarplataformasdecomunicación• Definiroráculosparapruebas• Aplicar Pruebas

Fase 4: Documentar el procedimiento de implementación de la plataforma Lync Server 2010 en la empresa C&StecnologíaS.Aconfinesacadémicosyadecuacionesaotrasempresas.

Imagen 2. Silos de comunicaciones

En la imagen se muestran los silos de comunicaciones que se usan entre las personas, y como la integración deplataformasdecomunicacioneslograunificarypotenciardichossilos,generandovaloryoportunidadenlainformación.

Conclusiones

Alhacerlacomparacióndelasdiferentesplataformasdecomunicacionesunificadaslogramoscomprenderlascaracterísticas y diferencia de cada una de las soluciones ofrecidas por los fabricantes, encontrando abismales diferencias entre las características de unas con otras. Se logró encontrar que la solución ofrecida por Microsoft es actualmente la más completa en el mercado, debido a la gran cantidad de aplicaciones usadas en el día a día en las diferentes organizaciones empresariales. Lasempresasen laactualidad tienen infraestructurasyadefinidaspara susnecesidadesde información,esnecesarioentonces,enelprocesodecambioculturalydelaunificacióndelascomunicacionesdiseñaruna

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infraestructura que se combinara eficientemente con la existente. Por lo tanto es importante saber que enla empresa Colombiana para una correcta implementación de un proyecto de esta envergadura, se hace imprescindible rediseñar infraestructuras y concientizar a los gerentes de tecnología para invertir en tecnología.

Alhacerlasocializacióndelanuevadeplataformadecomunicacionesunificadasalosmiembrosdelaempresa,se generan expectativas positivas en todos los empleados y directivos de al poder visionar la nueva forma de comunicarse y el ahorro de tiempo en procesos comunicativos entre los integrantes de la empresa.Se evidencia la necesidad de cambiar la forma de trabajar en las empresas colombianas utilizando masivamente los medios de comunicación disponibles y las redes de datos de forma óptima y centralizada, a la vez que se generaunaculturadetrabajocolaborativoyeficientedesdecualquierlugargeográfico.

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16. “EDUCABOT: ROBOT EDUCATIVO”

Diego Armando Rios Arias 1, 2, 3 a, Sebastian Morales Hurtado 1, 2, 3, b,Edgar Antonio Guzman Marin 1, 2, 3, c, Carlos Arturo Castro Castro 1, 2, 3, d, e



c [email protected], d [email protected],e [email protected]

Conelfindelograrqueelaprendizajeseadidácticoyatractivoparatodaslaspersonas,enespecialparalosniños, se está trabajando en una herramienta robótica que les permita facilitar el proceso de aprendizaje de la geometría básica. Con este indicio, el objetivo de este proyecto es crear un robot educativo, que a partir de unos datosintroducidosdesdeuncomputadorseacapazde“pintar”lafigurasobreunasuperficiecartesiana.

EDUCABOT estará compuesto de tres partes fundamentales para su correcto funcionamiento: Un objeto de aprendizaje (OA), un robot y un dispositivo de comunicación entre software (OA) y robot.

Elobjetodeaprendizaje,debecontarconunainterfazgráficafácildemanipular,paraquelosniñosapartirde sus conocimientos básicos de computadores sean capaces de operarla sin ningún inconveniente. Además, deberá estar diseñada con colores y animaciones que estimulen visualmente a los niños y una metodología de enseñanza y evaluación, abalada por las teorías existentes y por profesionales de la educación. El robot debe tener un dispositivo que permita enviar y recibir la información necesaria para su correcto desempeño, ademásapartirdelosdatosrecibidos,debe“pintar”sobreunasuperficielafiguraindicadadesdeelobjetodeaprendizaje y el dispositivo de comunicación entre software y robot debe hacer las veces de mensajero entre estos dos, para que la sincronización entre ambos sea adecuada.

Antecedentes Investigativos

En la actualidad, existen muchos objetos de aprendizaje, pero la mayoría, están orientados a profesionales y por lo general ninguno cuenta con una plataforma robótica que apoye el proceso educativo. Magíster y licenciados del instituto tecnológico de sonora (ITSON), desarrollaron un objeto de aprendizaje [1] donde se pueden adquirir diferentes conocimientos, como, lecciones de desarrollo personal, educación, psicología,ingenieríacivil,administración,contaduríayfinanzas,tecnologíaymatemáticas.

La comunidad europea, desarrollo un banco de objetos de aprendizaje para facilitar la transición hacia una sociedad del conocimiento. Estos objetos de aprendizaje refuerzan los servicios de información, orientación y asesoramiento a escala europea. [2]

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EnColombia, launiversidaddeAntioquia, launiversidadnacional,LauniversidadEafit, launiversidaddelos Andes, entre otras, cuentan con bancos de objetos de aprendizaje y de información [3][4][5][6], para que profesores, estudiantes, grupos de investigación, sigan con la política de educación continua, afiancen suformación y actividades de autoestudio.

En la universidad de San Buenaventura se viene desarrollando un banco de objetos de aprendizaje, que versan sobre temas diversos como usos del pc, internet, seguridad en Windows vista, y 7, aprendizaje de inglés para niños con síndrome de Down, sin embargo actualmente se está llevando a cabo un proyecto de desarrollo deobjetosdeaprendizajetipotutorial,parasistemasdeinformacióngeográficaconsoftwarelibre(FOSS-OPENGIS) y propietario. [7]

Estos trabajos han servido como referente para conceptualizar sobre Objetos de Aprendizaje y como punto de partidaparadefinirunaingenieríadeSoftwareeficiente,conorientacionespedagógicasydidácticasadecuadasalosestilosdeaprendizajeidentificados.Marco teórico

Objeto de aprendizaje (OA): Según la IEEE [8] un objeto de aprendizaje es “cualquier entidad digital o no digital que puede ser usada, re-usada o referenciada para el aprendizaje soportado en tecnología”. Para efectos de este proyecto, el objeto de aprendizaje, es una estructura digital que posee un contenido teórico que refuerza los conocimientos difundidos por el docente en el aula de clase, unas aplicaciones visualmente atractivas que ayudanaquelosniñoscreenunaimagenenlamentedelasfigurasgeométricasenseñadasylogrenobtenerelconocimiento de manera rápida y divertida.

Ingeniería de software: “es laaplicaciónprácticadelconocimientocientíficoeneldiseñoyconstrucciónde programas de computadora y la documentación asociada requerida para desarrollar y operar (funcionar) y mantenerlos. Así como también desarrollo de software o producción de software” (Bohem, 1976). [9]

Diseño instruccional (DI):“eldiseñoinstruccionaleslacienciadecreacióndeespecificacionesdetalladaspara el desarrollo, implementación, evaluación, y mantenimiento de situaciones que facilitan el aprendizaje de pequeñas y grandes unidades de contenidos, en diferentes niveles de complejidad” (Berger y Kam, 1996). [10]

Modelo pedagógico: “Expresa aquellas concepciones y acciones, más o menos sistematizadas que constituyen distintas alternativas de organización del proceso de enseñanza para hacerlo más efectivo” [11].

Modelo didáctico: “una potente herramienta intelectual para abordar los problemas educativos, ayudándonos a establecerelnecesariovínculoentreelanálisisteóricoylaintervenciónpráctica;conexiónquetantasvecesseecha de menos en la tradición educativa, en la que, habitualmente, encontramos “separadas”, por una parte, las producciones teóricas de carácter pedagógico, psicológico, sociológico, curricular... y, por otra, los materiales

didácticos, las experiencias prácticas de grupos innovadores, las actuaciones concretas de profesores en sus aulas...”[12]

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Metodología del proyecto

Como EDUCABOT es un objeto de aprendizaje, que incluye ciertas características especiales, su forma de elaboración no es adaptable a ninguna de las metodologías creadas para el desarrollo de objetos de aprendizaje tradicionales. Por esto consideramos, partir de una base y desarrollar una metodología propia para estos OA´s, la cual será uno de los aportes que dejara el proyecto de investigación.Esta nueva metodología se extrapolará a partir de cada uno de los procesos involucrados en la construcción del proyecto, tal y como se muestra en el siguiente diagrama:

Marco Diseño instruccional

Entendemos por diseño instruccional al proceso sistemático mediante el cual se analizan las necesidades y metas de la enseñanza, se seleccionan y desarrollan las actividades y los recursos que permitan alcanzar las metasfijadasasícomolosprocedimientosdeevaluacióndelaprendizajeydetodalainstrucción.[13]

Así,eldiseñoinstruccional(DI),sedefinecomounprocesosistemático,porqueactúasiempresiguiendounasreglas,planificando,yaquehuyedelaimprovisaciónsiguiendounplantrazadopreviamente,yestructurado,donde se realiza un análisis de los objetivos, y necesidades de aprendizaje, y posteriormente se diseña e implementa un mecanismo en el que se recojan las actividades, recursos y evaluación para alcanzar con todos ellos los objetivos planteados inicialmente. [13]

Existen varios modelos de DI. A continuación se presentan dos: El modelo de Dick y Carey, el modelo ADDIE• Modelo Dick y Carey

Este modelo utiliza el enfoque de sistemas para el diseño de la instrucción. Es uno de los más conocidos

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por su naturaleza estructurada. El modelo describe todas las fases de un proceso interactivo, que comienza identificandolasmetasinstruccionalesyterminaconlaEvaluaciónSumativa.Elmodelosepuedeaplicaramúltiples escenarios, desde el ambiente educativo hasta el laboral. [14]

• Modelo ADDIE

El modelo ADDIE (Análisis, Diseño, Desarrollo, Implantación y Evaluación) es un modelo comúnmente utilizado en el diseño de la instrucción tradicional, aunque más en el medio electrónico (un ejemplo de un medio electrónico es la Internet). Es un modelo genérico y se compone de las siguientes fases. [14]

A partir de esta investigación, no es claro, si la ingeniería de software es una parte del diseño instruccional o si el diseño instruccional es parte de la ingeniería de software.

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Para la elaboración del objeto de aprendizaje se partirá de la base de uno de estos modelos y una adecuación del modelo en espiral, integrando el concepto de historias de usuarios de la programación extrema y casos de usodeUML(paralaelicitaciónyespecificaciónderequisitos),referenciadosen[7].

Modelo pedagógico

Para definir lametodología de enseñanza que se utilizará para el desarrollo del objeto de aprendizaje, serealizaron entrevistas a licenciados en educación preescolar y otras personas que son autoridad en el tema. A partir de las recomendaciones dadas en las entrevistas, se inició la búsqueda de cada uno de las propuestas, y se complementó con más investigaciones en el tema. A continuación se realiza una breve presentación de los modelos sugeridos por algunos profesionales de la educación:

• Aprendizaje Basado en Problemas (ABP)

El Aprendizaje Basado en Problemas o Enseñanza Basada en Problemas (EBP), utiliza situaciones problemáticas para conducir el aprendizaje y puede concretizarse en un proyecto de investigación, en un método de estudio de casos, en un proyecto de diseño, etc. [15]

Las bases fundamentales de tal modelo pueden representarse en los siguientes conceptos [15]:

• Grupos pequeños• Autodirección• Interdependencia• Autoevaluación

En el proceso de resolución de problemas, propio de la EBP, se contemplan una serie de etapas y tareas que el estudiante debe realizar [15]:

• Modelo pedagógico conductista

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Elmodeloconductistaconsiste,básicamente,enlafijaciónycontroldeobjetivosinstruccionalesconprecisión.Se trata de una transmisión parcelada de saberes mediante un adiestramiento experimental por medio de la tecnología educativa. El exponente de este modelo es Skinner. [16]

• Modelo pedagógico constructivista

La idea central es que el aprendizaje humano se construye, que la mente de las personas elabora nuevos conocimientos a partir de la base de enseñanzas anteriores. El aprendizaje de los estudiantes debe ser activo, deben participar en actividades en lugar de permanecer de manera pasiva observando lo que se les explica.Elconstructivismodifiereconotrospuntosdevista,enlosqueelaprendizajeseforjaatravésdelpasodeinformación entre personas (maestro-alumno), en este caso construir no es lo importante, sino recibir. En el constructivismo el aprendizaje es activo, no pasivo. [17]

En una de las investigaciones realizadas sobre metodologías y/o teorías encontramos un autor muy interesante, que desarrolló un modelo para la enseñanza de la matemática y la geometría. La idea básica del modelo, expresado en forma sencilla es:

El aprendizaje de la geometría se hace pasando por niveles de pensamiento. Estos niveles no van asociados a la edad, y cumplen las siguientes características [18]:• No se puede alcanzar el nivel n sin haber pasado por nivel anterior n-1, o sea, el progreso de los alumnos a

través de los niveles es invariante.• En cada nivel de pensamiento, lo que era implícito, en el nivel siguiente se vuelve explícito.• Cada nivel tiene su lenguaje utilizado (símbolos lingüísticos) y su significatividad de los contenidos

(conexióndeestossímbolosdotándolosdesignificado).• Dos estudiantes con distinto nivel no pueden entenderse.

NivelesLosnivelesvanHielesoncinco,sesuelennombrarconnúmerosdel1a5,siendoestanotaciónlamásutilizada;aunque también existe la notación del 0 al 4. [18]

Nivel 0: Visualización o ReconocimientoEn este nivel los objetos se perciben en su totalidad como un todo, no diferenciando sus características y propiedades.Las descripciones son visuales y tendientes a asemejarlas con elementos familiares.Ejemplo: identificaparalelogramosenunconjuntodefiguras. Identificaángulosy triángulosendiferentesposiciones en imágenes.

Nivel 1: AnálisisSe perciben propiedades de los objetos geométricos. Pueden describir objetos a través de sus propiedades (ya no solo visualmente). Pero no puede relacionar las propiedades unas con otras.

Ejemplo: un cuadrado tiene lados iguales. Un cuadrado tiene ángulos iguales

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Nivel 2:OrdenaciónoclasificaciónDescribenlosobjetosyfigurasdemaneraformal.Entiendenlossignificadosdelasdefiniciones.Reconocencomo algunas propiedades derivan de otras. Establecen relaciones entre propiedades y sus consecuencias.Los estudiantes son capaces de seguir demostraciones. Aunque no las entienden como un todo, ya que, con su razonamiento lógico solo son capaces de seguir pasos individuales.Ejemplo: en un paralelogramo, lados opuestos iguales implican lados opuestos paralelos. Lados opuestos paralelos implican lados opuestos iguales.

Nivel 3: Deducción FormalEn este nivel se realizan deducciones y demostraciones. Se entiende la naturaleza axiomática y se comprende las propiedades y se formalizan en sistemas axiomáticos.Van Hiele llama a este nivel la esencia de la matemáticaEjemplo: demuestra de forma sintética o analítica que las diagonales de un paralelogramo se cortan en su punto medio.

Nivel 4: RigorSe trabaja la geometría sin necesidad de objetos geométricos concretos. Se conoce la existencia de diferentes sistemas axiomáticos y se puede analizar y comparar.Se aceptará una demostración contraria a la intuición y al sentido común si el argumento es válido.

Dado que el nivel 5 se piensa que es inalcanzable para los estudiantes y muchas veces se prescinde de él, además, trabajos realizados señalan que los estudiantes no universitarios, como mucho, alcanzan los tres primeros niveles. Es importante señalar que, un o una estudiante puede estar, según el contenido trabajado, en un nivel u otro distinto.

Modelo Tecnológico

Los recursos instrumentales (productos, procesos, sistemas) sobre los que se estructura el aprendizaje en la educación técnica y tecnológica son fuentes de información técnica y de modos de actuación, en un contexto productivo simulado y orientado al aprendizaje que genera capacidades para desarrollar procesos y productos. [19]

En el caso de EDUCABOT, estos recursos son: Los lenguajes de programación necesarios para realizar el objeto de aprendizaje y el envío de datos al puerto serial, la plataforma robótica y el dispositivo de comunicación. Estos lenguajes, son escogidos, de acuerdo a la orientación que se le quiere dar al aplicativo. Como lo que se pretende es desarrollar un objeto de aprendizaje, de manera que los usuarios (niños), aprendan de una forma dinámica los conocimientos básicos de la geometría euclidiana, lo más pertinente será desarrollarlo, en una plataforma que permita hacer animaciones (Flash o Flex) y que además, por algún medio (JSP), nos permita hacerunacomunicaciónconotrolenguajedeprogramaciónyadefinido(Java),quetengalacapacidaddeenviarinformación a los puertos seriales de la máquina, para que posteriormente un dispositivo transmisor electrónico, la haga llegar a la plataforma robótica. Todos estos componentes, se describen brevemente a continuación:

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• Flash

Setratadeunaaplicacióndecreaciónymanipulacióndegráficosvectorialesconposibilidadesdemanejodecódigo mediante el lenguaje ActionScript en forma de estudio de animación que trabaja sobre “fotogramas” y está destinado a la producción y entrega de contenido interactivo para las diferentes audiencias alrededor delmundosinimportarlaplataforma.AdobeFlashutilizagráficosvectorialesygráficosrasterizados,sonido,códigodeprograma,flujodevídeoyaudiobidireccional (elflujode subida sóloestádisponible si seusaconjuntamente con Macromedia Flash Communication Server). [20]

• Lenguaje java

Es un lenguaje de programación orientado a objetos, desarrollado por Sun Microsystems a principios de los años90.EllenguajeensímismotomamuchadesusintaxisdeCyC++,perotieneunmodelodeobjetosmás simple y elimina herramientas de bajo nivel, que suelen inducir a muchos errores, como la manipulación directa de punteros o memoria.Las aplicaciones Java están típicamente compiladas en un bytecode, aunque la compilación en código máquina nativo también es posible. En el tiempo de ejecución, el bytecode es normalmente interpretado o compilado a código nativo para la ejecución, aunque la ejecución directa por hardware del bytecode por un procesador Java también es posible. [21]

• Java Server Page (JSP)

Es una tecnología Java que permite generar contenido dinámico para web, en forma de documentos HTML, XML o de otro tipo. Las JSP’s permiten la utilización de código Java mediante scripts. Además, es posible utilizaralgunasaccionesJSPpredefinidasmedianteetiquetas.Estasetiquetaspuedenserenriquecidasmediantela utilización de Bibliotecas de Etiquetas (TagLibs o Tag Libraries) externas e incluso personalizadas. [22]

• Robot

Otra parte fundamental del proyecto, es el robot. Encargado de recibir los datos enviados desde un computador yrealizarlosmovimientospertinentesparadibujarsobreunasuperficielafigurageométricaquefueindicadadesde el objeto de aprendizaje. J. González y J. Jiménez [23] citan en su artículo a los sicólogos Jean Piaget y al matemático Seymour Papert que elaboraron la teoría constructivista y la pedagogía del construccionismo. Elprimeroafirmaqueelconocimientonosetransmitesinoqueseconstruye,esdecir,secreaactivamenteenlamentedelaprendiz.Elconstruccionismotambiénafirmalomismo,peroqueademás,esnecesarioparaalcanzar esto que el individuo construya algo tangible, un elemento fuera de su mente, que además tenga un significadopersonalparaél.

Nuestro robot educativo, está tomando como base estas teorías para lograr un correcto desarrollo y un éxito total en su labor de enseñanza.

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• Dispositivo de comunicación

Para terminar con el análisis de las partes fundamentales de EDUCABOT, nos falta mencionar el dispositivo decomunicaciónentreelsoftwareyelrobot,quetienelafuncióndetrasmitirlosdatosdelafigurageométricaelegida en el objeto de aprendizaje para que el robot haga la labor de diseño. Para la implementación de este dispositivo se encontró una alternativa viable: Realizar la comunicación, vía inalámbrica. El objeto de aprendizaje, transmitirá los datos al puerto serial donde se encontrara un dispositivo electrónico transmisor, encargado de enviar la información a un dispositivo electrónico receptor, ubicado en el robot. Este convierte la información nuevamente a serial y se la entrega al micro controlador, para ejecutar la instrucción dada.

Prototipo

Elmodeloprototipado,modelaelproductofinalypermiteefectuaruntestsobredeterminadosatributosdelmismo sin necesidad de que esté disponible. Se trata simplemente, de testear haciendo uso del modelo. Esta técnica puede ser utilizada en cualquier etapa del desarrollo. A medida que el proceso progresa y el producto se completa,elprototipohadeabarcar,cadavezmáslascaracterísticasdelproductofinal.Losprototipostienenuna doble función [24]:

1. Elclienteveelproductoyrefinasusrequisitos.2. El desarrollador comprende mejor lo que necesita hacer.

Sus principales características son [24]:

• Reduce el riesgo de construir productos que no satisfagan las necesidades de los usuarios.• Reduce costos y aumenta la probabilidad de éxito.• Exige disponer de las herramientas adecuadas.• No presenta calidad ni robustez.

Apartirdelassugerenciaseinvestigacionesrealizadasparadefinireltemademetodologíaycolores,serealizóun pequeño prototipo de la aplicación cuyas imágenes se presentan a continuación.

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Imagen 1. Prototipo de aplicación.

Entre las principales conclusiones de la investigación realizada se tienen las siguientes:

• Se determinó que para el desarrollo del objeto de aprendizaje se debe crear una metodología que aplique a las características especiales del proyecto.

• También se determinó que el lenguaje ideal para desarrollar la aplicación y llegar de forma interactiva y animadaalosniñosesflash,yquelamejorformadepasarlosparámetrosnecesariosparaelfuncionamientode la plataforma robótica desde flash, es enviando los datos pormedio de un JSP hasta un programadesarrollado en java, que es el encargado directo de pasar los datos por puerto serial al dispositivo de comunicación que le dará las ordenes al robot.

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[6]http://objetosvirtuales.uniandes.edu.co/?q=node/201(Citadoel22deseptiembrede2011)[7]Castro,Carlos.ProcesoÁgildeingenieríadesoftwareparaobjetosvirtualesdeaprendizajeconflash–PAISOVAF -.[8] González, L.A.G. Ruggiero, W.V. Collaborative e-learning and learning objects. En: Latin America Transactions, IEEE 2009, págs. 569 – 577.[9] http://www.rodolfoquispe.org/blog/que-es-la-ingenieria-de-software.php (Citado el 22 de septiembre de 2011)[10] http://biblioteca.itson.mx/oa/educacion/oa32/moldelos_diseno_instruccional/z2.htm (Citado el 22 deseptiembre de 2011)[11] CANFUX, Verónica. Tendencias pedagógicas contemporáneas. Ibagué: Corporación Universitaria de Ibagué, 1996. p.15.[12] http://www.ub.edu/geocrit/b3w-207.htm (Citado el 22 de septiembre de 2011)[13] Hidalgo, Silvana. Alonso, Juan. Perspectiva del diseñador instruccional.[14] Gloria J. Yukavetsky. La elaboración de un módulo instruccional.[15] Riverón, Otoniel. Gómez, Martin. Gómez, Carlos. Aprendizaje Basado en Problemas: una alternativa educativa. En: http://contexto-educativo.com.ar/2001/4/nota-02.htm[16] Castro, Carlos. Hernández, camilo. Diseño de objetos de aprendizaje virtuales para la enseñanza del inglés a niños con síndrome de Down.[17]http://pensardenuevo.org/accion-en-la-red/especiales/el-modelo-constructivista-con-las-nuevas-tecnologias-aplicado-en-el-proceso-de-aprendizaje/2-el-modelo-constructivista/ (Citado el 22 de septiembre de 2011)[18] Fouz, Fernando. De Donosti, Berritzegune. Modelo de Van Hiele para la didáctica de la geometría.[19] http://www.educ.ar/educar/los-modelos-tecnologicos.html (Citado el 22 de septiembre de 2011)[20]http://es.wikipedia.org/wiki/Adobe_Flash_Professional(Citadoel22deseptiembrede2011)[21] http://es.wikipedia.org/wiki/Java_%28lenguaje_de_programaci%C3%B3n%29 (Citado el 22 deseptiembre de 2011)[22]http://es.wikipedia.org/wiki/JavaServer_Pages(Citadoel22deseptiembrede2011)[23] González, Juan y Jiménez, Jovani. La robótica como herramienta para la educación en ciencias e ingeniería. En: IE comunicaciones: Revista Iberoamericana de informática Educativa 2009, págs. 31-36. Disponible en: http://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=3188225[24] Cabrera, Armando. Solano, Raquel. Montalván, Mayra. Procesos de ingeniería del software.

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17. ARQUITECTURA PARA LA CREACIÓN DEL GEOPORTALPATRIMONIO CULTURAL DE MEDELLIN

-GEOWEB USBMED-

Diego Andrés Vásquez 1,2,3, a, Carlos Arturo Castro Castro 1,2,3, b,Julián Barrera 1,2,3, c


3 Semillero de Investigación en Ingeniería del Software y Áreas Relacionadas [email protected],b [email protected],

c [email protected]

1. INTRODUCCIÓN

LosSistemasdeInformaciónGeográfica(SIG)comoherramientadesoportedeplanificaciónmásutilizadaenel mundo, deben su éxito a la incorporación de los principios y preceptos de muchas de las ciencias aplicadas, permitiendo representar información georeferenciada en forma de mapas con ubicaciones de interés general o específicas y elaborarmodelos y análisis, como insumo para los procesos de toma de decisiones [6,7].Cualquier disciplina como la educación, el turismo, historia, entre otras que utilicen las herramientas SIG para procesar y modelar la información, permite generar una gran cantidad de mapas que requieren de aplicativos de softwaredemodelamientoqueayudeavisualizarlosestudiosrealizadosenlospuntosespecíficosdeinterés.Para ello es requerido de herramientas como los Geoportal para administrar y acceder a los mapas (Información Georeferenciada) de una manera práctica e interactiva. Un Geoportal es un sitio Web donde es posible visualizar toda la información referente a mapas, los cuales pueden estar en archivos o bases de datos después de haber realizado un estudio cartográfico de lo que se va amostrar, con lo cual se determina el objetivo de éste,brindando funciones como zoom, imprimir, buscar, entre otros [1].

UnadelastantasaplicacionesdelosSIG,seenfocaenlosprocesosdeplaneaciónterritorial,específicamenteen el patrimonio cultural inmueble, cómo es el caso del Municipio de Medellín en el que se evidencia la necesidad del uso de estas herramientas para gestionar la información disponible que permitan la obtención de mapas [11].

Partiendo del anterior concepto, surge la necesidad de la creación de un portal Web de este tipo, especializado en lugares considerados patrimonio cultural de Medellín, ya que los diversos sitios Web existentes, ofrecen informacióngeográficadeformamuygeneral[8,9];adicionalmenteeldesarrollarunaplicativoositiowebdetipo Geoportal los costos para el diseño son muy altos requiriendo de herramientas especializadas para dicho proyecto, las cuales tienen un grado de complejidad alta y de equipos de buena capacidad de procesamiento. Además del talento humano capacitado con procesos de desarrollo de software estandarizados. A pesar de que a través de los tiempos se han desarrollado grandes avances tecnológicos los costos no disminuyen, ya que se demanda software con el licenciamiento correspondiente y al mismo tiempo de las capacitaciones que se demandan para tener dominio de estas para la culminación del aplicativo web como de sus tecnologías, lo cual

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conlleva el problema de diseño e implementación de la apariencia del sitio para que sea de fácil acceso y uso para el usuario. Por otro lado los sitios actuales de georeferenciación nos presentan la información de manera

global sobre los mapas a los cuales se desea hacer referencia, cómo es el caso de los geoportales del “IDECAN” y“ICDE”,siendoestouninconvenientealmomentodebuscarsitiosespecíficosdeinteréscultural.

Para el desarrollo del presente proyecto se utilizaron en su mayoría herramientas de uso libre y open source [2] (a excepción de la herramienta Flex 4), por lo cual los servicios pueden ser utilizados por cualquier cliente deescritorio.Conelfindeabordarysolucionarelproblemadelcostodeimplementaciónobservadaenotrotipo de aplicativos. Partiendo de este punto, se decide efectuar la implementación y desarrollo del Geoportal, integrando distintas tecnologías, las cuales no fueron diseñadas inicialmente para este tipo de producto que se pretende ejecutar y que al tener conocimiento de la forma de comunicarlas entre sí se puede lograr la creación de este aplicativo, permitiendo visualizar la interacción de dichas técnicas de desarrollo para el patrimonio cultural de Medellín. De lo anterior se logra dar una ubicación precisa y ser más asertivos al momento de necesitar la visita a algunos de estos lugares de interés. Con el desarrollo de este Geoportal, se facilita el manejo ylautilizacióndelcontenidodemaneraespecíficaenlocualsedeseeahondar,cuyoenfoqueespermitiralosusuariosconsultarvíawebydemanerageográficaaquellossitiosquehacenpartedelpatrimoniocultural.Aparte de que se puede utilizar en cualquier sistema operativo ya que las características requeridas no son tan exigentes como las herramientas que demandan un costo para su funcionamiento.

El Geoportal del “IGAC” http://geoservice.igac.gov.co/geoportalidecan/ efectúa la utilización de varias herramientas como las descritas en este artículo, donde se muestra la información de manera global referente a varios países entre ellos Colombia, Ecuador, Venezuela, entre otros y no especializándose en el patrimonio cultural inmueble, diferente al portal de “POSEIDON” http://poseidon.medellin.gov.co/geonetwork/srv/es/main.home al cual se desarrolla con otro tipo de herramienta disponible como el GeoNetwork, pero sin manejar todas la funcionalidades de un visor de mapas, teniendo la mayor aproximación al proyecto descrito en él apartado, sería el del patrimonio cultural inmueble de Barcelona http://patrimonicultural.diba.cat/index.php?codi_ine=08034conunsencillovisordemapasdondesemuestralasubicacionesterritorialesdecadasitio cultural dando una descripción de ellos. A partir de lo descrito, se construye el Geoportal de la ciudad de Medellín, en la que logramos tener un visor de mapas dinámico y un sitio web interactivo con el usuario visitante, donde puede localizar los puntos culturales del patrimonio de la ciudad.

La presentación o el aplicativo Web se construyen con la herramienta Joomla tomando como base una plantilla queofreceestemismoaplicativo,mientrasqueelvisordemapasseráconfiguradoconlaherramientaFlex.Como servidor de mapas se utilizara MapServer para así poder publicar los datos geoespaciales del proyecto, la basededatosestáenPostGresutilizandosuextensiónPostGislacualpermiteapoyarobjetosdetipogeográficoycomometodologíaseaplicaraunaadecuacióndeRUP(RationalUnifiedProcess),usandoUML(UnifiedModel Language) como lenguaje estándar de modelado [10].

A continuación se desarrollan los contenidos mediante una presentación breve de las herramientas integradas en la solución propuesta.

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2. DESARROLLO DE CONTENIDOS

LosaplicativosutilizadosseconfiguraronenunaplataformaWindows,conmétodossimplesdeinstalación,donde el funcionamiento es adecuado, la comunicación entre ellos pueden estar en el sistema mencionado, como en plataformas Linux.

El Geoportal es un punto de encuentro web basado en el geoposicionamiento, donde se podrán efectuar consultas de ubicaciones, sitios de interés, impresiones de mapas requeridos entre otras funcionalidades. Un Geoportal cuenta con varias características: integración de contenidos, georeferenciación, interfaz accesible y que no requiere instalación [1]. Además para poder desarrollarlo se hace necesario los SIG relacionando cualquier información de base de datos con localizaciones geográficas, presentando la correspondencia demúltiples estudios de georeferenciación en una distribución de capas, los cuales pueden tener atributos de tipo –vectorial y raster- como representación de atributos espaciales [13]. Partiendo de lo anterior éstas se enfocanalPatrimonioCulturaldefiniéndosecomoelconjuntoqueseencuentranendiferentesterritoriosqueson transformados por las comunidades, dándoles un gran valor cultural y educativo que dan relevancia a puntos importantes para la ciudad, generando lazos y rasgos culturales que le proporcionan identidad a una sociedad [11].

Partiendo del anterior concepto se utiliza el RUP como proceso de desarrollo de software constituyendo una metodología para efectuar el levantamiento de documentos de análisis, desarrollo y documentos de proyectos que se vallan a ejecutar permitiendo llevar un método estandarizado de trabajar [Ref].

A. Herramienta MapServer

Entre las herramientas utilizadas se encuentra el MapServer, utilidad que nos proporciona un servidor con características compatibles con los archivos de mapas generados para ser mostrados en el Geoportal, permitiéndonos tener una gran ventaja en la creación del sitio que se requiere, ya que trae una cantidad de funcionalidades integradas tales como servicios WMS, WFS, librerías de código, entre otras. [4].

La funcionalidad de la herramienta mencionada aparte de las grandes características que nos proporciona, se utilizó como intérprete del código que fue diseñado en lenguaje mapscript el cual permite generar las conexiones a la base de datos haciendo las peticiones geoespaciales del mapa requerido que se encuentra en elmotordealmacenamientodedatoscartográficos loscualesnosayudana tener informaciónproyectodecualquier escala Nacionales, Regionales, Mundiales, Locales, entre otros [12], permitiendo la respuesta de las imágenes invocadas por un archivo desarrollado en PHP el cual efectúa las peticiones de la información georeferenciada, permitiendo al visor publicar los datos en el Geoportal, ver Fig. 1.

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Fig. 1 Comunicación entre MapServer con la base de datos.

Una alternativa adicional de cumplir con lo anteriormente mencionado para la generación de los mapas, es la utilizacióndearchivosdeformatoshapefilequesoninvocadosporeldesarrolloenelmapscript,loscualesson almacenados en el mismo sitio donde se encuentra el proyecto, reemplazando así el llamado al sistema de bodegadeinformacióngeográfica,conelfindeevitarexigenciaencuantoaconocimientodelmanejodebasede datos.

B. Herramienta Postgres-Postgis

Tendremos la disponibilidad de una base de datos Postgres en la cual almacenaremos nuestros estudios cartográficos, permitiendo la administración de la información demanera centralizada y poco redundante,por lo cual se garantizará la destitución de los datos innecesarios en la bodega de datos, permitiendo el acceso a cualquier usuario con los conocimientos necesarios para el manejo de éste, asumiendo similitudes a otros motores MySQL, Access, entre otros [5].

Teniendo presente que la herramienta de almacenamiento de información de los mapas de interés, sea parecida a otros motores de bases de datos los cuales ofrecen buenas características en materia de funcionalidad y bodega de información pero estos acarrean un costo de adquisición e implementación, por otro lado el PostGres no implica gasto alguno. Aunque es gratuita como el MySQL es la que mejor se acomoda al esquema del proyectoyaquemanejapropiedadesespecializadasenelmanejodeinformacióngeográfica.

El motor de almacenamiento utilizado sólo no cumpliría con la función de manejar los datos geoespaciales, para él se requiere de una extensión llamada PostGis, la cual se une al PostGres dándole el soporte de objetos geográficos,tornándolaenunabasededatosespaciales.

C. Herramienta Joomla

Es un aplicativo gratuito el cual nos permite el mejoramiento de los sitios web en rendimiento y combinación de conceptos de uso común por los usuarios, una de sus principales características es manejo dinámico e interactivo de contenidos, además nos proporciona de un sistema de seguridad que se encuentra integrado a la herramienta. Joomla nos ayuda a generar un sitio Web con tan sólo dar un simple clic, permitiendo así la

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creación de un portal Web personal hasta una página de mercado como las utilizadas en la actualidad para distintas actividades comerciales o de lo que se requiera, con la ventaja de que no se necesitan conocimientos técnicos avanzados para utilizar este aplicativo [3]. Además, es tener acceso a la información en un sólo sitio, con alta disponibilidad y al alcance de todos.

La aplicación de la herramienta en el proyecto del Geoportal es de suma importancia ya que ésta es la que sepresentaráalusuariofinal,conlacualsemostrarálaintegracióndetodaslastecnologíasbrindadasporelmercado,cumpliendoconelobjetivodevisualizarlainformacióncartográficadespuésdehaberejecutadolosestudios correspondientes sobre los sitios de interés para este caso el patrimonio cultural de Medellín, además deotrascaracterísticasquesepresentarán;ésteefectúaunacomunicaciónconlasutilidadesdelMapServerlascuales son invocadas por un usuario con acceso a Internet por medio de aplicaciones como Mozilla, IE, etc. Como podemos observar a continuación en la Fig. 2.

Fig. 1 Esquema de Comunicación entre cliente, Joomla y MapServer.

Aunque este aplicativo nos proporciona una base de datos en MySQL, ésta no viene integrada con las características propias para el manejo de datos geoespaciales, sino con la información concerniente del Joomla, por ese motivo se optó para utilizar el PostGres.

D. Herramienta Flex

ManejaremoslavisualizacióndelainformacióngeográficapormediodelaaplicaciónFlex,lacualnospermiterealizar entornos amigables y dinámicos para que el usuario este más satisfecho con el sitio de consulta, incorporando todo esto con los geoportales, así logrando una aplicación web que sea un punto de acceso a la informacióngeográficageneradayqueestainformaciónseaservidamediantedistintosrecursosqueelusuariopuede utilizar sin inconvenientes por cualquier browser como lo son Google Chrome, Opera, etc.

Este se integra con el joomla, siendo una de las partes fundamentales de nuestro proyecto, ya que en este se centra toda la información del patrimonio cultural de Medellín, donde se podrán evidenciar las diferentes herramientas que serán implementadas en el visor de mapas, pudiendo efectuar manejos de zoom (+/-),recentrado, impresión, entre otros, donde la integración se genera de manera sencilla con todos los demás aplicativos que se proponen para el desarrollo del Geoportal.

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3. Metodología Y Modelo De Arquitectura

Al analizar el modelo que permite el control del Geoportal, se hace ineludible estudiar con mayor claridad el trabajo de los protocolos de comunicación con lo cual podremos mirar la manera en que todas las herramientas conjuntas se encuentren interactuando en la aplicación Joomla. Los datos son generados y enviados a través de servicios que viajan por la red haciendo solicitudes a la base de datos PostGres. La sincronización entre los módulos se hace al momento de integrar la información en un sólo servidor.

Por otro lado el usuario debe tener conexión por medio de clientes Web con los que pueda obtener acceso al geoportal del patrimonio cultural de Medellín, haciendo las solicitudes correspondientes para visualizar los mapas requeridos convirtiéndolo en actor importante, ya que éste es el que inicia el proceso de comunicaciones internas, generando inicialmente la petición del visor de mapas, este a su vez invoca por métodos post el código diseñado en PHP el cual maneja la información de los requerimientos del cliente (zoom, activar capas, recentrar entre otros), enviando la información por medio de llamados al mapscript el cual es interpretado por el Mapserver para hacer la conexión a la base de datos permitiendo cumplir con el requerimiento del cliente, teniendo presente esto la solución propuesta para este proyecto, sugiere la integración mediante interfaces de software de tipomiddleware.Esto se realiza pormedio de accesos al geoportal, donde se verificará lainformación requerida para determinar la existencia de una secuencia de datos que representa alguna acción sobre el portal a controlar, dicha interfaz se puede observar a continuación en la Fig. 3.

Fig 3. Modelo de Arquitectura de Geoportal.

Toda la información se da de una manera secuencial, donde inicialmente el usuario efectúa la petición en el geoportal de joomla, este internamente realiza una solicitud a los diferentes recursos que se tienen, mezclando de esta manera, todas las herramientas utilizadas en el desarrollo de este objetivo.

La metodología que se utilizó en el desarrollo de este proyecto que surge del Semillero de Investigación en Ingeniería del Software de la universidad San Buenaventura (SisUsbMed), donde se mezcla la capacidad humana agrupando personas con diferentes perfiles profesionales, teniendo presente las tecnologías y los

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procesos organizacionales que pretenden con este proyecto, conformado un equipo de desarrollo con una estructura similar a lo que es el aprendizaje cooperativo.

4. Resultados

A. Consideraciones

Los tres pilares esenciales para un geoportal es la integración sistémica del talento humano, apoyados por tecnologías,afirmandolosdiferentesprocesosorganizacionales.Laproductividaddependedelascompetenciasdel talento humano, de las herramientas tecnológicas que le agregan valor a sus procesos y en la claridad de roles y responsabilidades de acuerdo con la gestión por procesos Fig. 4.

Fig. 4 Pilares para el desarrollo de un Geoportal.

Las tecnologías que se utilizaron además de las mencionadas fueron máquinas virtuales con sistema operativo Windows XP para garantizar la portabilidad y la instalación en cualquier máquina.

Utilizando la adecuación del RUP, se inició con la existencia de un cronograma de trabajo donde se dividen las responsabilidades de gestionar los casos de uso, incluyendo las horas necesarias para adquirir el conocimiento para desarrollarlas y generar la documentación teniendo presente el tiempo, diseño, integración y socialización (aprendizaje cooperativo).

Se asignó un líder del proyecto el cual se encargó de la integración y un asesor metodológico que además orientó las actividades de aprendizaje.

Los artefactos obtenidos son diagramas UML (documentación), máquina virtual con un prototipo funcional del geoportal, modelo de arquitectura y plan de pruebas. A continuación se presentan ciertas imágenes sobre algunos de los artefactos, resultado del proceso de ingeniería del software como son: equipo de desarrollo integrado como una pequeña red para aprendizaje cooperativo Fig. 5, diagrama de secuencia del caso de uso visualizar mapa Fig. 6 prototipo funcional Fig. 7.

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Fig. 5 equipo de desarrollo aprendizaje cooperativo.

Fig. 6 diagrama de secuencia de visualizar mapa.

Fig. 7 prototipo funcional del Geoportal Web.

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Unos de los proyectos a futuro es realizar un Geoportal con acercamientos hasta el punto de entrar en una vista panorámica donde se visualice en cualquier dirección el sitio, siendo esto un recorrido virtual de interés turístico, hasta lograr un giro de 360º.

5. Discusiones

Es importante aclarar que las nuevas tecnologías basadas en open source son una gran utilidad, quien nos permite avanzar en la distribución del conocimiento y de esa manera incrementarlo, en lo cual encontramos aspectos muy positivos, siendo su uso muy válido para el caso de desarrollar nuevas formas de comunicación. No obstante, el uso de estas nuevas tecnologías requiere dos condiciones básicas:

• Hacer un estudio de las herramientas que se van a utilizar lo cual conlleva un gran esfuerzo, además del tiempo requerido para poder dominarlas.

• Poseer conocimientos y destrezas necesarias para usar los nuevos servicios de un modo inteligente.

Teniendo presente la evidencia que tenemos sobre la necesidad de utilizar Geoportales, para referenciar puntos estratégicos en nuestras ciudades, información relevante, como la ubicación de centros de salud, estaciones de bomberos, policía, entre otros, nace la idea de generar este servicio gratuito al cual podrían consultar con sólo tener acceso a Internet y desde cualquier parte del mundo, ayudando incluso a fomentar el turismo de nuestra ciudad y país.

Adicionalmente, las nuevas tecnologías no deben presentarse como contenidos a aprender o destrezas a adquirir, sino como medios a su servicio, orientando su uso hacía situaciones reales para resolver problemas o mejorar su forma de entretenerse, comunicarse, informarse y ver la vida, partiendo en la medida de lo posible de la experiencia de cada usuario.

6. Conclusiones

Con el trabajo efectuado se puede evidenciar que al utilizar varias herramientas Open Source se logra realizar un proyecto de cualquier magnitud.

Los usuarios tendrán siempre a su disposición la documentación necesaria para tener dominio de los aplicativos, sin necesidad de alto grado de conocimiento, por la ventaja de obtener consultas en Internet sobre los aplicativos a ser utilizados.

La mezcla de conocimientos y de capacidades se hace fuerte en el desempeño de efectuar la integración, llevando a cabo la tarea de publicar un Geoportal para el acceso de todo el mundo, donde se mostrará los trabajoscartográficosrealizadossobreunaciudadositioespecificodeMedellín.

Integración viable con diferentes herramientas que no requieren licenciamiento ni que es obligatorio que sean especializadas para el tipo de proyecto a implementar.

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Éste proyecto a futuro puede ser punto de partida para realizar un Geoportal de sitios turísticos de la ciudad de Medellín.Mediante el desarrollo del presente proyecto se pudo evidenciar la funcionalidad interactiva entre varias herramientasdefácilaccesoeconómicoenunasolaarquitectura,conelfindellevaracabolaideaprincipal,lacualcumpleconlasespecificacionespropuestasinicialmenteencuantoacostos,facilidaddeimplementacióny de sencilla manipulación por parte del usuario, permitiendo con esto presentar un Geoportal como una herramienta de comunicación con los seres humanos.

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119


18. ESTIMACIÓN DEL POTENCIAL DE ENERGIA EÓLICA EN UNA UBICACIÓN URBANA DEL NOROCCIDENTE DE LA CIUDAD DE

MEDELLIN

Gustavo Adolfo Meneses Benavides 1, a, Carlos Ignacio Guzmán Mejía 1, b, Jimmy Darwin Castrillón Ciro 1, c


c [email protected]

Introducción

Las energías alternativas se han establecido en el mundo actual como un muy importante renglón dentro del escenario energético ya que a partir de estas pueden desarrollarse soluciones limpias que ayuden a enfrentar grandes problemáticas postmodernas como la crisis energética y el calentamiento global. A nivel mundial los sistemas basados en energías alternativas, principalmente los de energía solar fotovoltaica, los basados en energía eólica e incluso los sistemas mixtos de generación fotovoltaica-eólica, han sido adoptados progresivamente como una opción tecnológica real y han sido integrados operativamente a sistemas energéticos de todas las escalas, desde macroproyectos a microproyectos, y de todas las naturalezas, de lo investigativo a lo productivo [1,2,3,4 y 5]. Aunque este proceso de adopción tecnológica e integración operativa se haya dado de manera significativainicialmentesoloenlospaísesmásdesarrollados,enlosúltimostiempos,apartedemantenerseenestos, también se ha ido dando de manera gradual y progresiva en países de posibilidades sociales, políticas, económicas y tecnológicas menores como el nuestro [11, 12, y 13].

Figura 1. Potencia Eólica Instalada a Nivel Mundial

Puntualmente una de las variantes de las energías alternativas, la energía eólica, ha demostrado ser técnicamente viable en muchos escenarios, aparte de esto, cada vez se alcanzan rendimientos operativos superiores en materia de aerogeneradores lo que aporta hacia la consolidación de una cierta madurez tecnológica y ubican la tecnología asociada a este tipo de generación alternativa en el camino de la competitividad y de la

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comercialización efectiva, no solo de generadores, sino también de medidores y suministros de instalación hacia públicos estatales, industriales, rurales, comerciales y residenciales [1,2,6]. El crecimiento en este campo sigue una tendencia cuasi-exponencial y el futuro es prometedor para nuestra región, México, centro América y sur América especialmente. Por otra parte es preocupante la poca actividad que muestra al respecto Colombia mostrando un rezago importante frente a sus vecinos y solo con un proyecto importante como Jepirachi.

A nivel de aplicaciones de pequeña escala, según los antecedentes históricos, en Colombia se ha aprovechado el potencial eólico principalmente en aplicaciones de bombeo de agua [3]. Es importante recordar que aparte de los proyectos tradicionales de generación a macro escala, para niveles de aerogeneración menores, la energía del viento puede servir como apoyo de sistemas residenciales urbanos y rurales, sistemas comunitarios como escuelas, centros comunales y centros de salud, botes, casas de campo, plataformas petroleras, pueden servir como apoyo en zonas de desastre y emergencias, prospección minera, campamentos mineros, casas rodantes, entre otros etc. Los sistemas eólicos pueden ser complemento para sistemas fotovoltaicos y sistemas de generación diesel e integrarse a sistemas de iluminación y aplicaciones industriales, también puede utilizarse en telecomunicaciones, en radares, en control de oleoductos y gasoductos, en ayudas de navegación, en sistemas de protección catódica, en estaciones de monitoreo ambiental y sísmico, entre otras [1, 2, 3,4, 5, 12 y 14].

Figura 2. Esquema general de instalación de aerogenerador de pequeña potencia y Vista frontal de Aerogenerador de eje horizontal

Metodología

Las estimaciones sobre potencial de generación de energía eólica con aerogeneradores requieren datos principalmente de velocidad del viento, temperatura, altura sobre el nivel del mar, densidad del aire, rugosidad del terreno, fecha y hora, coordenadas del sitio y área barrida por los aerogeneradores [15]. Se trabaja sobre

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promedios de velocidad del viento en [m/s] para periodos horarios, diarios, mensuales y anuales. Dado que serequiereungranvolumendedatosestetipodeestudiosdifieredeotrosquenorequierendeobservaciones

sobre periodos continuos y tan largos de tiempo [2, 3, 7 y 19].En Colombia uno de los ítems más determinantes para cualquier estudio a realizarse en el campo de las energías alternativas es la escasez generalizada de información completa. En lo referente al recurso eólico debe reconocerse que en las dos últimas décadas ha mejorado esta situación principalmente debido a la realización del Atlas de Viento y Energía Eólica de Colombia y a los aportes de académicos como, por ejemplo, el Doctor Alvaro Pinilla [3, 7 y 10]. También un punto favorable es la sistematización de la Información a través de los sitios web de instituciones como el IDEAM a nivel local y a nivel internacional, de otros entes gubernamentales y privados como AWEA, LAWEA, la NASA, 3tier, etcétera [18,19,20, 21, 22 y 23]. El Manual de Aplicación de Energía Eólica, además de libros y artículos de orden nacional e internacional, normalmente sirven como apoyo teórico para el tratamiento matemático de los datos y la estimación de las diversas magnitudes de interés para los diferentes periodos estudiados [3].

La velocidad del viento es el parámetro más crítico por lo que debe enfatizarse sobre la exactitud y precisión desumedición.SegúnlarecomendaciónIEAelanemómetrodebetenerunaexactitudde+/-0.1m/somenospara mediciones entre 4 y 25 m/s [2, página 193]. Para nuestro caso puntual, las mediciones se realizaron con un anemómetro T10A en una ubicación urbana situada a 10m del piso con datos recolectados sobre una base diaria a diferentes horas del día y con diferentes frecuencias.

Figura 3. Medidor y sitio de toma de datos

Elsoftwarederegistrodedatosofrecelaopcióndetenergráficaspuntoapunto,gráficasestadísticasytambiénde visualizar los datos en forma de tabla.El análisis de los datos utiliza herramientas estadísticas básicas y presenta registros de datos punto a punto, promedios, valores máximos y mínimos de velocidad del viento en [m/s] y Temperatura [C]. De manera complementaria se determinó la direcciones predominante en que sopla el viento en el sitio y en el anemómetro se orientó en esta dirección. El volumen de datos analizado corresponde a observaciones realizadas a lo largo de los meses de junio, julio, agosto, septiembre, octubre y noviembre de 2009.

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Figura 4. Información sobre registros de periodicidad 10-minutos que entrega el software del medidor.

Los datos obtenidos se confrontaron con la información relacionada que se encuentra a través de los medios de información meteorológica y climática de orden estatal y con otros datos obtenidos a través de otros medios internacionalescomosimuladoresySistemasdeInformaciónClimáticayGeográficaenlínea[18,19,20,21,22 y 23]. Para establecer las coordenadas del sitio de medición y su altura sobre el nivel del mar se utilizó un módulo GPS.

Figura 5. Datos estimados de velocidad del viento entregados por el aplicativo en línea de la empresa 3Tier para las coordenadas del sitio de medición

Como hemos mencionado antes, existen recursos on-line que permiten hacer una observación simultánea de los recursos eólicos estimados a nivel mundial, regional y local. El recurso llamado SWERA: Solar and Wind

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Energy Resource Assessment (Evaluación del Recurso de Energía Solar y Eólica por sus siglas en inglés) arroja lossiguientesdatosparaColombia,Antioquiay,específicamente,nuestrositiodemedición[18].

Cabe anotar que para el sitio de nuestra medición solo estaba disponible el modelo de baja resolución de la NASA.ParaelcasodeAntioquia,específicamentedeMedellínyobviamentedelsitiodenuestrasobservaciones,lainformación no puede confrontarse con muchos datos que sean al menos parecidos a los nuestros porque las estaciones de registro meteorológico de orden estatal se encuentran en sitios muy diferentes y además muy remotos del sitio estudiado. Los datos se confrontarán en lo posible, desde la coherencia metodológica, con la información contenida en las bases de datos estatales y el atlas eólico de Colombia [7].

Tabla 1. Estaciones de referencia para el Atlas de Viento y de Energía Eólica en el departamento de Antioquia.

En cuanto a la estimación de la potencia que podría generarse a partir del recurso eólico registrado tenemos expresiones ampliamente conocidas que normalmente se utilizan para este efecto [20].

Laprimera expresiónmatemática cuantifica la potenciapara unflujode aire circulando libremente, sin elobstáculo que representa, por ejemplo, las aspas del rotor de un aerogenerador.

Elcoeficientedepotenciadescribelafraccióndepotenciadelvientoquepuedeserconvertidaentrabajo

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mecánico por el aero-generador. Cp tiene un límite teórico máximo de 0.593, este valor es conocido como el límite de Betz en honor al aero-dinamicista alemán Albert Betz. La demostración de este límite parte de consideraciones de conservación de la energía, de la ecuación de Bernoulli y también de la suposición de tener unfluidoincompresible,comoelaire[2y6].

Tabla 2. Variación de la densidad del aire con la altura y con la temperatura

La densidad presenta dependencia de varios factores, entre ellos la altura sobre el nivel del mar, la presión barométrica y también de la temperatura. Existen expresiones especiales para aplicar correcciones dependiendo del tipo de turbina [2, página 195]

En las proyecciones de potencia generada se aceptó una temperatura promedio de 20°C, no obstante los datos pueden ser ajustados con los datos de temperatura registrados conjuntamente con los valores de velocidad del viento para hacer una estimación más precisa.

La velocidad media del viento también es función de la altura. El terreno, incluso libre de obstáculos, produce fuerzas de fricción que retardan la velocidad del viento en las capas más bajas. Este fenómeno conocido como cizalladura del viento, es más apreciable a medida que disminuye la altura y tiene mayores efectos sobre la operación del aerogenerador. Diferentes modelos matemáticos han sido propuestos para describir la cizalladura del viento. Uno de ellos es la ley logarítmica de Prandtl [6, página 10].

125


A partir de experimentos de medición se desarrolló una expresión empírica parecida llamada la ecuación de Hellman (1935) que resulta muy útil si se desea hacer el ejercicio de estimar la velocidad del viento y por ende la capacidad de aerogeneración de energía para una altura mayor a la de la medición realizada [23]. En la actualidad para cálculos con viento es entonces más común utilizar esta expresión [8]:

Tabla 3. Valores del exponente de Hellmann en función de la rugosidad del terreno.

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Lasgráficascomparativasparaperiodossimilaresdetiempopermitenobservarlaevolucióndelosdatosy

de las variables y permiten observar los datos correspondientes de energía proyectada para alturas a 10 m (para el caso de pequeños aerogeneradores) y de alturas a 50m para el caso de hipotéticos aerogeneradores de tipo industrial. Los datos para 50 m son proyectados a partir de modelos teóricos y aproximaciones hechas según procedimientos matemáticos. Para este experimento las observaciones se iniciaron en un periodo que permitiera incluir los datos del mes de Agosto que históricamente ha sido un mes de vientos elevados y que en cierta forma permitiría establecer el tope máximo de la estimación.Resultados

En correspondencia con lo esperado, los datos más altos tanto para promedios como para máximos y mínimos sobre los periodos observados correspondieron al mes de agosto, pero también debe resaltarse que se han obtenido valores muy interesantes para los meses de septiembre, octubre y noviembre. A nivel de tendencia generalsehaobservadounaumentoenlasintensidadesdelavelocidaddelvientodesdefinalesdelmesdejulio.Esimportanteanotarquelosperiodosdelluviay,elfenómenodelniñohainfluidobastantesobrelosvientos ya que, según lo observado, los periodos de lluvia usualmente afectan los periodos de viento en la mayoríadeloscasosanulándolosointensificándolosduranteelantesypocasvecesduranteeltranscursodeeste fenómeno natural. Cabe anotar que el fenómeno del niño en esta región del país a diferencia de lo esperado se ha manifestado la mayor parte del tiempo mediante lluvias más que con periodos secos como se habría pensado e incluso indicado por el IDEAM en un principio.

Las variaciones de temperatura y de velocidad del viento son muy importantes debido a su interrelación con la densidad del aire y con la velocidad del rotor del aerogenerador, ambos son factores determinantes para los efectos de la producción de energía. Se ilustra a continuación el comportamiento de estas variables y algunos comportamientos proyectados tanto para velocidad del viento como para la potencia virtualmente aportada porelflujodevientoquecirculóporelsitioparaunodelosmejoresdíasencuantoaintensidadmediadelosregistros de velocidad del viento del mes de agosto.

Figura 6: Registros de temperatura y viento y estimaciones de potencia a 10 y 50m

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Lasestimacionesde losvaloresdepotenciaqueaparecenen lagráficaseapoyanen la leyexponencialdeHellmann cuyos exponentes aparecen indicados para las proyecciones a 50m considerando las condiciones observadas sobre el terreno de las medidas y los terrenos circundantes. También se utilizo el método de interpolación de Lagrange para ajustar los datos de densidad para la altura del sitio de medición (1694 m s.n.m) y la altura proyectada de 1734 m s.n.m)

Figura 7. Estimaciones de potencia para 10 y 50 metros para un aerogenerador.

Una estimación preliminar de la energía eólica que podría generarse en el sitio de medición, aportará algunas lucessobrelosposiblesaprovechamientosquepodríandarseapartirdelflujodevientodelsitio,sisedecidieraemplazar un arreglo de torre y de aerogenerador allí.Según consideraciones teóricas [8, página 16], la energía N que portaría el viento si se desplazase con una velocidad igual a la media durante las 8760 horas del año, sería:

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Para un aerogenerador de eje horizontal y diámetro de hélice D, la sección A es:

Al contrario de la tecnología de aerogeneradores de eje vertical, en los que eje y soporte son paralelos, los aerogeneradores de eje horizontal tienen su eje perpendicular al mástil de soporte. Los aerogeneradores de eje vertical se han ido incorporando a algunas aplicaciones de apoyo a sistemas de telefonía celular que aprovechan las torres de cobertura a las células de este sistema móvil.

Según lo observado sobre el volumen de las mediciones realizadas sobre este periodo de 6 meses, la velocidad promedio del viento para el sitio del experimento está entre los 2 y los 3 m/s.Haciendo uso de las expresiones matemáticas citadas anteriormente se hizo una estimación de algunas cifras de energía para algunos aerogeneradores pequeños para la altura del sitio de medición y medianos para una posible altura proyectada de 50m.

Tabla4.Estimacióndelaenergíaanualaceptandounpromedioanualdev=2m/s

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El cuadro de cargas que se presenta a continuación ofrece una referencia general acerca de algunas cargas que podrían ser alimentadas con la energía eólica producida utilizando un convertidor de corriente alterna a corriente continua o directamente los 12 Voltios entregados por el banco de baterías que almacene la energía eólica producida [3].

Tabla 6. Potencia Electrodomésticos

El mercado de las energías limpias ha desarrollado en las últimas décadas también su propia variedad de cargas especialmente adaptadas para integrarse directamente a los suministros de 12 voltios de corriente continua que tambiénsecaracterizanporsuconsumoreducidodeenergíayporsueficienciadefuncionamiento.Uno de los puntos débiles del recurso eólico es su variabilidad durante el año. Si bien en el sitio estudiado estefenómenoesevidentedeunmesaotro,paraelperiodoobservadosepuedeafirmarqueesposiblecontarcon una velocidad media mínima que aportaría energía eólica la mayor parte del tiempo [16]. Si se piensa en laimplementacióndesistemasmixtoseólicos-fotovoltaicos,estadeficienciapuedecubrirseengranmedida.Es importante tener en cuenta que si bien, la variabilidad no se da en la misma proporción, esta también está presente en sistemas maduros y tradicionales como el de generación de energía eléctrica a partir del recurso hídrico, bien sea por periodos de sequía o de lluvias, por aspectos de orden técnico, en nuestro país también por aspectos de orden público, etc. El sistema interconectado nacional también cuenta con generación termoeléctricacomounagentequepuedeinfluirenprooencontradelavariabilidadmencionada.

Figura 8. Variación de la temperatura y la velocidad del viento de un mes a otro en el mismo periodo de tiempo y Evolución de la velocidad y de la temperatura a lo largo de un día

Aunquenosepuedesercategóricoenafirmarquesiempreesasíparael sitiodelexperimento,duranteel

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tiempo de las mediciones, se observó que muchas veces los descensos en la temperatura coincidieron con el ascenso de los valores de velocidad del viento y viceversa, ya fuera porque se aproximaban eventos de lluvia o por otras interacciones micro-climáticas que pueden estar relacionadas con las reacciones derivadas de los desplazamientos de frentes de aire de diferentes temperaturas en la baja atmosfera, a la variación de la radiación solar incidente, a la misma rotación terrestre, etcétera [3].El volumen de datos obtenido es grande. Para ilustrar la cantidad de datos que puede llegar a tenerse en un momento dado debe considerarse que el medidor puede arrojar un promedio de 500 datos para un periodo de 10minutossegúnelmododeregistroenqueestéconfigurado.ConclusionesLosdatosdevelocidadpromediodelvientoobtenidosdifierenenmuchoscasossignificativamentedelosdatosexistentes tanto en el Atlas de vientos de Colombia como de algunos recursos on-line que realizan estimaciones aniveldemodelosyobservaciónsatelitalomediantesistemasdeinformacióngeográficos.Lasproyeccionesycálculos de potencia indican una subestimación inicial del recurso eólico para ubicaciones urbanas en algunos sitios de Medellín e indican que en otros sitios en las afueras de Medellín o del sector rural de Antioquia, si bien no se alcanzará el potencial eólico de la Guajira, es posible impulsar soluciones, diseños y estudios interesantes. Las observaciones preliminares indican poca variabilidad en la dirección de los vientos y una turbulencia aceptable, sin embargo es necesario complementar los datos con estudios metódicos sobre turbulencia y dirección de los vientos para proyectar adecuadamente la instalación eólica y tomar previsiones al respecto. Una posible desventaja es la variabilidad de la velocidad del viento observada para algunos periodos del día. El potencial eólico estimado preliminarmente indica que el recurso es viable para implementar una instalación de pequeña potencia para cubrir requerimientos de iluminación, carga de baterías de dispositivos móviles, riego automático, apoyo a antenas de telecomunicaciones, implementaciones complementarias a paneles fotovoltaicos o soluciones de una escala similar y que es posible que en áreas cercanas el potencial sea mayor. El gobierno colombiano debe decidirse a tomar acciones y a promover políticas que favorezcan el estudio y la realización de proyectos que impulsen las energías limpias en Colombia como una estrategia decidida y de cara a los proyectos regionales y las tendencias mundiales en este campo. La globalización y el acercamiento que permiten los medios tecnológicos actuales pueden favorecer el acortamiento de los tiempos de adopción e implementación de este tipo de tecnologías.Campos como la domótica y la inmótica pueden impulsar desde otro escenario la implantación de soluciones de generación limpia armónicas desde el punto de vista arquitectónico, tecnológico y funcional con otros conceptos de adopción reciente. Desde la administración pública debería considerarse al menos la posibilidad de ir adoptando soluciones para el alumbrado público, la señalización y las comunicaciones.

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19. PROCESO ÁGIL DE INGENIERÍA DEL SOFTWARE PARA OBJETOS VIRTUALES DE APRENDIZAJE

Carlos Arturo Castro Castro 1,2,3, a


3 Semillero de Investigación en Ingeniería del Software y Áreas Relacionadas -SisUsbMed-a [email protected]

Resumen Extendido

El presente artículo presenta una metodología ágil para el diseño y desarrollo de objetos Virtuales de Aprendizaje (OVA) empleando Flash® como tecnología de diseño y ActionScript® como lenguaje de programación. Esta metodología tipo diseño instruccional, denominada PAISOVA ha sido utilizada en el Grupo de Investigación e Innovación en Informática Educativa –GIIDIE-, Grupo de Investigación en Modelamiento y Simulación Computacional-GIMSC- y el Semillero de Investigación en Ingeniería del Software y Áreas Relacionadas de la Universidad de San Buenaventura Medellín –SisUsbMed-, para el diseño y desarrollado de Objetos de Aprendizaje sobre temas como usos del PC, Internet, Seguridad en Windows Vista y 7, aprendizaje de Inglés para niños con Síndrome deDown, Sistemas de InformaciónGeográfica con Software Libre entreotros. El proceso de Ingeniería del Software consiste en una adecuación del modelo en espiral[1], integrando el concepto de Historias de Usuarios de la programación extrema [2] y Casos de Uso de UML[3] (para la elicitación y especificación de requisitos). Los componentes didáctico y pedagógico de lamayoría de loscontenidos, están soportados en elementos del modelo constructivista y en el aprendizaje basado en problemas (ABP). Cada Objeto integra un componente de autoevaluación con preguntas de elección múltiple (presentadas aleatoriamente en cada intervención) y con una intencionalidad evaluativa acorde Taxonomía de Bloom[7] y/o taxonomía de Gagné [8].

Cada Objetos de Aprendizaje se empaqueta con el estándar SCORM[4] (Sharable Content Object Reference Model) para lograr la interoperabilidad y se incluye además, la documentación de Ingeniería del Software queledasoporteyvalidez:procesodeelicitaciónyespecificaciónderequerimientos,análisisygestiónderiesgosyplanificación(incluyendoelplandeimplementacióndeprototiposporiteraciónyplandepruebasporprototipo), gestión de contenidos (incluye gestión de cambios), criterios pedagógicos y didácticos para cada OA, modelo de auto-evaluación del aprendizaje acorde a la taxonomía revisada de Bloom para la era digital[7] y/o taxonomía de Gagné [8], estilos de aprendizaje de acuerdo al modelo de David Kolb [9][10][11] y de Robert Gagné [8], Diseño Multimedial y Mapa de Navegación [12][13], implementación de Prototipos por Versión,yporúltimo,ResultadosdelasPruebasdeValidaciónconlosusuariosfinales.

Ladocumentaciónincluidaenelarchivo.ZIPdelOA,sonplantillasRUP(RationalUnifiedProcess)ensusversionesfinales.

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Los Objetos de aprendizaje obtenidos con esta metodología, fueron desarrollados en un gran porcentaje con Flash® e incluyen, como parte del objeto, un módulo de autoevaluación implementado con el lenguaje de programación ActionScript®, permitiendo que las preguntas tipo test sean accedidas de manera aleatoria, cada que se usa el objeto de aprendizaje (de 5 a 10 preguntas). Las preguntas tipo test se almacenan en un archivo de texto, de no menos de 50 preguntas, diseñadas de acuerdo a una Taxonomía de aprendizaje escogida. Cada pregunta posee una clave, dos distractores y una respuesta absurda, que permitirá emitir mensajes como “Revisa los siguientes conceptos…”, “estas cerca pero trata con este concepto…” ó “¡¡¡¡CORRECTO!!!!” entre otras. Adicionalmente se le presenta un consolidado al usuario con el porcentaje logrado.

Cada Objeto de aprendizaje requiere un equipo de desarrollo y que a su vez son considerados los autores del OA: Dos docentes con conocimientos amplios de las temáticas tratadas, así como en las didácticas y pedagogías empleadas, Un Analista, programador y diseñador WEB y Un Ingeniero del Software (que su vez puede ser el tester). Adicionalmente el Objeto se prueba con la ayuda de otros docentes de comunidad universitaria que hacenlavecesdeotrosusuariosfinales.

Los Objetos de aprendizaje implementados, versan sobre temas diversos como usos del PC, Internet, Seguridad en Windows Vista y 7, aprendizaje de Inglés para niños con Síndrome de Down, sin embargo, actualmente se está llevando a cabo un proyecto de desarrollo de objetos de aprendizaje tipo tutorial, para Sistemas de Información Geográfica con Software Libre (OPENGIS) y propietario.Obedeciendo esto a fortalezas institucionales ynuevas necesidades del medio.

A continuación se presentan algunas imágenes de artefactos y objetos desarrollados con la metodología PAISOVA:

Figura 1. Muestra de documento de entrevista y resumen de requerimientos funcionales

134


134

Figura 2. Muestra de documento con casos de uso y requerimientos no funcionales.

Figura 3. Muestra de Objeto de Aprendizaje

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Figura 4. Muestra de Proceso de AutoEvaluación

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[11] Test de David Kolb Sobre Estilos de Aprendizaje. Disponible en:anfitrion.rmm.cl/usuarios/.../200702252014350.Test%20de%20Kolb.doc.Revisado12deMarzode2010.

[12] Mapas de Navegación. Diponible en: http://www.javeriana.edu.co/cursos/ntae/Mapasnavegacion.htm. Revisado 24 de Marzo de 2010

[13] María Jesús Lamarca Lapuente. Hipertexto: El nuevo concepto de documento en la cultura de la imagen. Disponibleenhttp://www.hipertexto.info/documentos/maps_navegac.htm.Revisado15deMayode2009.


20. IDENTIFICACION Y EVALUACION DE RIESGOS EN LAS ZONAS DEPORTIVAS DE LA UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA.

Paula Andrea De Los Ríos Valdes 1,2,a , Idian Fernando Lopez 1,2,b



En Colombia la seguridad industrial y salud ocupacional en establecimientos deportivos es un tema que se ha trabajado en términos de leyes y decretos los cuales han sido implementados en la mayoría de los recintos deportivos que están bajo la responsabilidad de Col deportes pero los recintos que se encuentran por ejemplo dentro de las universidades no los cumplen a cabalidad generando de esta forma un riesgo permanente para laspersonasqueseencuentrenenellos;LauniversidadSanBuenaventuraseccionalMedellín(Salento)noesajena a esta problemática ya que cuenta con instalaciones de este tipo y se ha preocupado por la aplicación de las normas existentes a los mismos por medio de una investigación de la existencia de normas para evaluación y valoración de los riesgos, revisando las falencias que tiene actualmente, realizando una recopilación de información, un análisis de los mismos y por ultimo generando un plan de acción que permita el cumplimiento e implementación de la normas que rigen cada uno de los presentes en ella con el respectivo informe de costos. Actualmente se realiza el reconocimiento y estudio de las normas para emprender de manera más efectiva la evaluación de riesgos en la zona de la piscina y el polideportivo, con base en las normas proporcionadas por el INDER quien se rige bajo las leyes Colombianas establecidas, de esta manera vemos la falta de conocimiento por parte de las universidades acerca de las implicaciones y que conlleva la realización de diferentes espacios de recreación dentro de sus instalaciones.

La investigación en el campus de laUniversidad SanBuenaventura tendrá como fin la identificación yevaluación de los riesgos físicos, ergonómicos y de seguridad de la zona deportiva teniendo como objeto de estudio los dos escenarios principales, la piscina y el polideportivo y apoyados en normas como: el Código Sanitario Nacional que conciernen la seguridad industrial y salud ocupacional en establecimientos deportivos siendo esta una rama dedicada a fomentar, prevenir, proteger y mantener un ambiente adecuado para la tranquilidaddelpersonal;dadoque launiversidadnocuentaconnormas y tampocounestudiorealizadorespecto a la seguridad en escenarios deportivos. Si se implementara un sistema de seguridad el personal participe de dichos escenarios estarían totalmente fuera de riesgos? Sera de mucha importancia la realización de este estudio ya que se reducirán los números de accidentes, los riesgos serán menos, se contara con conformidad legal y existirá un compromiso de salud y seguridad.

La metodología que se va a trabajar durante el desarrollo del proyecto está dividida en cuatro (4) fases:

Fase 1: realización de marco teórico, en esta fase se realizo la documentación necesaria sobre las leyes y normas existentes acerca del tema al igual se realizo un aprendizaje de las mismas ya que estas son la base

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de la siguiente fase.Realizando una serie de investigaciones acerca de la normatividad dentro de las zonas deportivas encontramos según el ministerio de protección social resolución 00001618 del 2010 Capitulo 1 articulo 1 los cual mencionan las características físicas, químicas y microbiológicas que debe tener el agua contenida en las piscinas.Elarticulo3elcualmencionalasdefinicionesdelascaracterísticasyseñalalosprocedimientosydiagnósticosque se deberían de realizar para el tratamiento del agua dentro de la piscinaELCAPITULOIIarticulo4elcualserefierealasdiferentesfuentesquepuedenproveerelaguaparalaspiscinaseindependientementedeltipodefuentesedeberealizarsurespectivotratamiento;elarticulo5elcualmenciona que el agua utilizada en las piscinas no debe sobrepasar los valores de cada una de las características físicas mostradas en la norma.El articulo 6 el cual menciona las características químicas del agua de las piscinas el cual no puede sobrepasar las características químicas mencionadas en la norma.Los artículos 7, 8, 9, 10 y 11 los cuales hablan de los procedimientos para obtener un conocimiento sobre cómo tratar el agua en las piscinas.El capítulo III el cual hace referencia a la vigilancia y el control de calidad mediante el cálculo del índice de langelier el cual debe ser realizado mediante personal capacitado y deben contar con equipos de buena calidad para determinar la calidad física del agua de la piscina.ElcapítuloIVarticulo15y16elcualserefieretambiénalacalidaddeaguacontenidaenlosestanquesdepiscina mediante procedimientos para calcular el índice de riesgo para el agua, inscrita en el articulo 18 y su respectivo reporte de vigilancia sanitaria inscrito en el articulo 19 según la resolución 020 del 2005 la cual prohíbe el consumo de bebidas alcohólicas en los establecimientos deportivos como estadios, gimnasios y coliseos acorde con la ordenanza No 18 de septiembre 27 de 2002 “Código de Convivencia Ciudadana para el Departamento de Antioquia preinscrito en su artículo 61.

El DECRETO Nº 00398 (Marzo 6 de 2007) el cual reglamenta la vigilancia y el control de las piscinas públicas en el municipio de Medellín el cual en el capítulo 2 hace referencia a las normas técnicas de las piscinas inscritasenlosartículosde7hastael47loscualesserefierenaltipodetuberíaconlacualdeberíaestar,la profundidad para el tipo de deporte que se practique, la trampa para los cabellos, las medidas para los lava pies, las medidas adecuadas para los sanitarios

Enelestudiorealizadonoseencontraronnormasespecificasparalaevaluaciónyprevenciónderiesgosdelosescenariosdeportivos(gimnasios,polideportivosycanchas)conloscualescuentalauniversidad;lamayoríade los escenarios están construidos en base a las normas civiles de construcción.La ley 9 de 1979 de protección del medio ambiente habla de los requisitos mínimos de seguridad en piscinas y para la diversión publica en los artículos 223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230.Y trabajan temas como:• Iluminación.• Salidas e ingresos.• Salidas de emergencia.• Movilidad para discapacitados.• Extintores en cantidad y calidad.• Pararrayos.

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• Sistemas de construcción.• Evacuación de corrientes de aire.• Baterías sanitarias.• Senderos peatonales de acceso.• Rutas de evacuación y placas informativas.

Realizando una serie de investigaciones acerca de la normatividad de los puntos ecológicos encontramos la ley 9 de 1979 de protección del medio ambiente: El artículo 26, 28, 198, 199 de nos da la pauta de la utilización de recipiente apropiados para la recolección de residuos sólidos contemplando su normatividad.Eldecreto1713del2002dondehabladelaclasificaciónformadeseparación,almacenamiento,recolecciónyaprovechamiento de los residuos sólidos.Aligualdecreto1505de2003PorelcualsemodificaparcialmenteelDecreto1713de2002,enrelaciónconlos planes de gestión Integral de residuos sólidos y se dictan otras disposiciones.Fase 2: evaluación y recopilación de riesgos, se realizo una evaluación en cada uno de los recintos anteriormente mencionados dejando las observaciones por sentado en la matriz de riesgos sugerida teniendo en cuenta cada una de las normas y leyes encontradas como se observa en las tablas 1, 2, 3, 4.

Tabla # 1

140

Tabla # 2

Tabla # 3

Tabla # 4

141


Fase 3: análisis de los riesgos, se analizaron los datos obtenidos en las evaluaciones y en las inconsistencias que existen con respecto a las normas mínimas que exige la ley.

Fase 4: sugerencias y costeo de reformas, con base a las diferencias encontradas en la fase anterior se realizaran sugerencias sustentándolas en la norma, igualmente se presentaran los costos requeridos para su implementación.

Tabla # 5

Conclusiones

A diferencia de países como España y argentina, en nuestro país no existen normas que regulen la seguridad y saludocupacionalparalosrecintosdeportivos;siendocausalesderiesgosalinterioroexteriordelosmismos.

Es de gran necesidad la búsqueda hacia un ambiente seguro en los escenarios deportivos y puntos ecológicos debido a que se presentan una serie de riesgos a causa de la ausencia de normas y de medidas que regulen la

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seguridad para las personas que estén presentes allí.

Concientizar a todo el personal directivo, estudiantes y público en general de la importancia de establecer medidas de seguridad y velar por su cumplimiento.

Los riesgos encontrados al interior de la universidad no son catalogados como intolerables, mas no dejan de generar un impacto en la comunidad para lo cual se debe corregir en un tiempo prudente.

Es obligación de la universidad velar por el cumplimiento y seguimiento de los riesgos encontrados y los que sepuedangenerarpormodificacionesrealizadasalinteriordelamisma.

Se sugiere ubicar letreros con información ecológica y puntos de limpieza en más lugares dentro de la universidad para fomentar el uso de puntos ecológicos.

Bibliografía

Decreto 0620 de 2009.Decreto 1920 de 2007.Decreto 2000398 20 de 2007.Ley 9 1979 Código sanitario Nacional.Estatuto INDER.Ley 16 de 1991.Ley 181 de 1995.Decreto 1594 de 1985 ministerio de salud y normas del uso del aguaDecreto 0475 de 1998 NTC: agua potableResolución 2191 de 1991 piscinas públicas y privadas

1] G. Obregón-Pulido, B. Castillo-Toledo and A. Loukianov, “A globally convergent estimator for n frequencies”, IEEE Trans. On Aut. Control. Vol. 47. No 5. pp 857-863. May 2002.[2] H. Khalil, ”Nonlinear Systems”, 2nd. ed., Prentice Hall, NJ, pp. 50-56, 1996.[3] Francis. B. A. and W. M. Wonham, “The internal model principle of control theory”, Automatica. Vol. 12. pp. 457-465. 1976.[4] E.H.Miller,“Anoteonreflectorarrays”,IEEETrans.AntennasPropagat.,Aceptadoparasupublicación.[5] Control Toolbox (6.0), User´s Guide, The Math Works, 2001, pp. 2-10-2-35.[6] J. Jones. (2007, Febrero 6). Networks (2nd ed.) [En línea]. Disponible en: http://www.atm.com.

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21. PANORAMA DE RIESGOS PARA UN SISTEMA DE SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL EN LA UNIVERSIDAD DE SAN

BUENAVENTURA - MEDELLÍN

Guillermo Alain Ramirez 1,2,a , Beatriz Liliana Gómez Gómez 1,2,b



La salud ocupacional en Colombia es cada vez más exigente con leyes, decretos o resoluciones, que buscan comprometer cada vez más a los empleadores y colaboradores a mantener ambientes de trabajo seguros, con el findelograraltosíndicesdecalidad,productividad,competitividadyrendimientoencadapuestodetrabajo,evitando la ocurrencia de accidentes y enfermedades profesionales. La universidad de San Buenaventura en Medellín, consciente de dar cumplimiento a la normatividad vigente (Resolución 1016 de 1989), está elaborado unpanoramadefactoresderiesgodetodaslasáreasdetrabajodesusinstalaciones;enelpresenteresumensepresentaelpanoramaespecíficamenteenlasáreasdemantenimiento,serviciossanitariosydispensadoresdeagua en San Benito.

LaUniversidaddeSanBuenaventuraalnocontarconunpanoramadefactoresderiesgoqueidentifiquecualesson los riesgos existentes, que permita evaluarlos y controlarlos para evitar accidentes y enfermedades a los que podría estar expuestos los empleados, estudiantes o visitantes que permanentemente permanecen en las instalacionesdelainstitución;noseestácumpliendoconlalegislacióncolombianaenmateriadeseguridady salud ocupacional, la cual exige que cada empresa cuente con un diagnóstico de los riesgos presente en cada áreadetrabajo;estosdebenestarpriorizadosparasuintervenciónoportunayparaestablecerunbuenprogramade salud ocupacional (Resolución 1016 de 1989 art. 11, Decreto 614 de 1984 art. 30).

El panorama de factores de riesgos es una herramienta para analizar y priorizar las condiciones de trabajo que puedan presentar daños materiales, daños al ambiente o a los mismos empleados. Se encontró que los factores de riesgo existentes en las instalaciones (área de mantenimientos, servicios sanitarios y dispensadores de agua) deMedellín, estánenfocados, en factoresbiomecánicos, físicos,químicos,biológicosymecánicos; siendoeste ultimo el de mayor potencialidad de ocasionar daño. Al hacer un análisis exhaustivo con cada una de las variables, se procede a proponer soluciones que apunten a disminuir o eliminar el riesgo, comenzando por intervenirlafuente,luegoelmedioyporultimoaltrabajador;durantelaimplementación,elresultadosellevaráa consideración de un comité evaluador de las medidas de control, para intervenir el riesgo, posteriormente se realizará un seguimiento periódico para evaluar las condiciones y mejoras de los ambientes de trabajo. El objetivo del trabajo es entonces documentar el panorama de factores de riesgos de las aéreas de mantenimiento, dispensadores de agua y baños para un sistema de seguridad y salud ocupacional en la Universidad de San Buenaventura y presentar un plan de acción que permita mitigar o eliminar los riesgos existentes.

LanormaOSHAS18001espuntodereferenciaparalaimplementacióndereglamentosespecíficosdeprevención

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de riesgos, aplicables a cualquier tamaño y tipo de empresa, compatible y paralela con otros sistemas de gestión de la calidad, por lo cual será utilizado en este trabajo.

Los riesgos presentes en las áreas de trabajo forman parte de una preocupación que debe estar presente en las decisiones de las empresas y en los programas de prevención y control de los empresarios. Actualmente el trabajo mecanizado, está siendo relevado por la automatización de los procesos productivos. El riesgos psicosocial es más complejo y existe una predisposición hacia el estrés laboral y a la aparición de enfermedades músculoesqueléticas; sibien laautomatización facilitayaumenta laeficienciadel trabajo; tambiénaportafactores de riesgo que deben ser controlados, para evitar que se conviertan en problemas que afecten la integridad de cada persona.Laidentificacióndepeligrosenlasáreasdetrabajodebeserelpuntodepartidaparaestableceractividadesencaminadas a la promoción, educación, prevención, control y recuperación, de las condiciones inseguras de trabajoconelfindecrearcondicionesdignasyconfiables;promoviendoymanteniendoelmásaltoniveldebienestarfísico,mentalysocialdeloscolaboradoresyestudiantesdelaUniversidaddeSanBuenaventura;mediante acciones dirigidas a establecer satisfactorias relaciones entre el hombre, el trabajo y el medio ambiente en que labora y estudia, buscando siempre la mejor adaptación del hombre a su trabajo y viceversa.Cuandoseidentificanlosriesgosseestácontribuyendoalamejoradelascondicionesdetrabajoencadaáreadela Universidad, aumentando las posibilidades de alcanzar mayores niveles de productividad y competitividad.La universidad tiene el reto y la necesidad de enfrentar una serie de desafíos relacionados con la implementación ypreservaciónde la saludocupacional,basadosen la normaOSHAS18001;contribuyendoamejorar sucompetitividad en el marco de la gestión de la calidad y cumplimiento de la ley.

Metodología

La recolección de la información se realizó mediante una visita a cada área de trabajo en compañía de un funcionario de la universidad para que brindara información detallada de cada área y de lo que se hace en cadapuestodetrabajo,seutilizounamatrizdeidentificacióndepeligros(figura1)paraconsignarcadafactorde riesgo identificado en cada área de trabajo, esta información permite la implementación, desarrollo yorientación de las diferentes actividades de prevención y control de dichos factores en la documentación del panorama de riesgos de la universidad.

Resultados

Deacuerdoalaevaluacióndelamatrizdepeligroslosriesgos,cuyoejemplopodemosobservarenlafigura1, los de mayor importancia son: La limpieza de techo, el cambio de lámparas, el embasado de sustancias químicas y el uso de los servicios sanitarios son riesgos de alto índice de accidentalidad y de fácil contagio de virus o enfermedades por falta de aseo y mal uso de los mismos, la universidad deberá actuar con mayor rapidez al control de estos riesgos antes de que se presente un accidente o enfermedad profesional.

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Figura 1: Matriz de Riesgos

Conclusiones

La elaboración de un panorama de factores de riesgos es un mecanismo integral de planeación, control, ejecuciónysupervisiónesencialdentrounaempresapara laprevenciónderiesgos;detectandoymidiendosituaciones laborales inadecuadas e inseguras, que en ocasiones son difíciles detectar a primera vista, además de ser un buen indicador de calidad, rentabilidad, competitividad y productividad para la universidad. Solo las organizaciones con un profundo y claro concepto de la salud ocupacional, comprenden y adoptan un programaeficazyefectivo;paralograrambientesdetrabajosegurosyestablesparasustrabajadores.La generación de un entorno seguro en el trabajo acarrea cumplir con una serie de normatividades y procedimientos, sin pasar por alto ninguno de los factores; talento humano, infraestructura, señalización,condiciones ambientales, acciones que conlleven riesgos, prevención de accidentes, entre otros. El seguimiento continuo mediante la inspección y control de cada uno de los factores contribuyen a la formación de ambientes laborales y estudiantiles más seguro y confortables dentro de las instalaciones de la universidad. La participación activa de los trabajadores y estudiantes será una tarea constante en contra de los accidentes y enfermedades, para el éxito de cualquier programa de prevención de riesgos. Adoptar las medidas de seguridad e higiene es un pensamiento que deben tener todos los trabajadores y estudiantes de la Universidad de San Buenaventura;paracontribuirmutuamenteaunamejoracontinua;enlaasimilaciónycumplimientodelasreglas propias de los lugares de trabajo y estudio. La universidad debe determinar y corregir las verdaderas causas que dan origen a los accidentes, para evitar problemas similares en el futuro. La corrección debe iniciarse tan pronto como sea posible, con el compromiso y la responsabilidad de todos.

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Bibliografía

[1]http://www.unab.cl/fi/carreras/ing_industrial/descripcion.htm.

[2] Fundación MAPFRE. Manual de Higiene Industrial. Madrid, 1991.

[3] Fundación Mapfre. Manual de Seguridad en el Trabajo. Madrid, 1992.

[4]OssaV.,ClaudiaPatricia.«PropuestaMetodológicaparaElaboración,CuantificaciónypriorizacióndePanoramadeFactoresdeRiesgo.»PropuestaMetodológicaparaElaboración,CuantificaciónypriorizacióndePanorama de Factores de Riesgo. Medellín, 2000.

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22. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN ROBOT BÍPEDO ANTROPOMÉTRICO

Andrés Mauricio Cárdenas Torres 1, 2, a, b, Juan David Álvarez Betancur 1, 2, c,Rossemery Ramírez Culma 1, 2, d, Diana Carolina Carranza Quintana 1, 2, e,

Ferney Camilo Zapata Montoya 1, 2, f

1 Universidad San Buenaventura2 Semillero de Investigación SGIRMO

a [email protected], b [email protected],c [email protected], d [email protected],

e [email protected], f [email protected]

Introducción

Actualmente varios trabajos han sido desarrollados en el área de la robótica móvil y puntualmente, en el diseño de robots bípedos [1], [4], [5]. La mayoría de estos cuentan con 6 grados de libertad en sus extremidades inferiores y cadera, con los cuales se plantean algoritmos adecuados para la emulación del caminar, sin embargo ninguno de estos toma las medidas estructurales como una variable importante, en el alto grado de desempeño de los robots. por esta razón se realiza el proyecto de JACOB1.El proyecto consiste en realizar un robot bípedo de 7 grados de libertad; llamado JACOB1, basado enantropometría, el cual emula el comportamiento de las extremidades inferiores y cadera. Las dimensiones del prototipo se fundamentan en cálculos antropométricos, la movilidad está dada por formulación algorítmica y matemática basada en el caminar frontal humano.

Diseño antropométrico

Las dimensiones de la plataforma robótica son calculadas bajo reglas antropométricas donde se toma como referencialaalturaòlongitudverticaldelcuerpo,paraluegodefinirlasdimensionesdecadapartedelcuerpo,como se demuestra en [6], se pueden determinar las dimensiones del cuerpo humano a partir de la altura. Se tomaunaalturade1.67mtparalaestructuraconbasealfácilmanejodelaescalaparaacoplarlosservomotores;luego se encuentran las alturas para cada articulación teniendo en cuenta la relación 1: 4 preestablecida, esto nos da como resultado la tabla 1.

Tabla 1.Dimensiones de piezas fémur la tibia, peroné y pie.

148148

149149

Laspiezasqueemularánelfémur,tibiayperonéestarándimensionadasdeacuerdoalopropuestoporlafiguraantropométrica (Fig. 1.). La articulación de la rodilla se adiciono una pieza que proporciona mayor estabilidad al servomotor en la fase de paso. La estructura se muestra en la Fig. 2.

Fig. 1. Dimensiones del Cuerpo Humano a partir de la estatura.

Eldiseñodelapelvisfueenfocadoadosfinesbásicos:comosoportedelamasavariablequeseencuentraenmovimiento garantizando la estabilidad de cada paso que realice el robot; y como plataforma para lasarticulaciones inferiores.

Fig. 2. (a) Plano vista lateral, (b) plano vista frontal, (c) vista lateral general.

Modelamiento matemático

La técnica seleccionada para simular matemáticamente el comportamiento de nuestra plataforma fue la cinemáticadirectaqueobtuvocomofinlaverificacióndelalgoritmosecuencialparalalocomociónfrontal.Cinemática


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ParadeterminarlaposicióndelosefectoresfinalesdeJACOB1conreferenciaaunmarcoespacial,elmétodoque se utilizo es la cinemática directa, en donde mediante la obtención de los marcos de referencia, los grados de libertad, la longitud, el número de articulaciones y los ángulos de movimiento dados por la biomecánica [8] nos permitió determinar lo anteriormente mencionado.

Fig. 3. Marcos de referencia para las matrices A0, A1, A2

AhoraparalimitarlosmarcoscomoaparecenenlaFig.3.,elpasoaseguiresdefinirlosparámetrosdeDenavitHartenberg, donde se debe determinar el nombre de cada eslabón y articulación teniendo en cuenta que la basefijadelrobotlacaderasenumeracomoeslabón0yquelasarticulacionessenumerandesde1dondeestacorrespondealprimergradodeliberta;sedeterminanquearticulacionessonprismáticasorotacionales;la distancia entre articulación, y el Angulo de giro que tendrán nuestras articulaciones [7] estos datos son condensados en la Tabla 2.

Tabla 2. Parámetros D-H para el robot bípedo

Con los valores obtenidos. Implementamos cada una de las matrices homogeneas.

Con cada matriz A obtenida se deben multiplicar para obtener la matriz translacional también conocido como n.o.a.p.(2)endondeenvectorP(x,y,z)nosofrecelaposiciónfinaldelefectorenfuncióndelosparámetrosde D-H.

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Hipótesis de control

Los algoritmos para el control de plataformas bípedas se basan en el momento inercial cero [2], lo cual sumado aladivisióndelprocesodecaminarenestabilidadsobreladobleestructuraylaestabilidadenunaextremidad;caminar y equilibrar, da origen a una hipótesis de control. Si se observa el proceso de caminar en línea recta, sin perturbaciones, es posible desacoplar la estabilidad y la locomoción, lo cual implica establecer leyes de control independientes. Ya que los algoritmos de la locomoción vienen dados por la biomecánica se implementará un controlador secuencial con la topología sugerida en Fig. 4.

Fig. 4. Lógica de control secuencial

La estabilidad vendrá dada por la posición de una masa que reubicará el centro de gravedad de la plataforma bípeda con forme esta se desplace frontalmente. Por lo tanto, se propone un sistema de control retroalimentado quetolereelruidogeneradoporelinstrumentodemedición;paraestecasoelsensordeinclinaciónS320168.Finalmente, se establece el lazo de control mostrado en Fig. 5.

Fig. 5. Lazo de control masa-estabilidad


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Los resultados preliminares del proyecto presentan

Un método antropométrico que propone mediante la altura total del prototipo humanoide implementar y calcular las dimensiones más relevantes como la longitud y ancho de la cabeza, espina dorsal, cadera, fémur, tibia, peroné, cubito, radio, mano, pie. En nuestro caso una plataforma bípeda escalada de 1:4.Mediante los cálculos correspondientes se hallaron las dimensiones más representativas de las extremidades inferiores humanas.

Con el diseño de la estructura y la información extraída de los modelos biomecánicas de las extremidades inferioresserealizoelmodelodecinematecadirecta;endondelainformacióndediseñoseconvierteenlosparámetrosbásicosparaejecutarelalgoritmodeD-Hquenosbrindaralaposiciónfinaldelefectorencualquiermomento. el modelo nos permitio simular la secuencia algorítmica para el caminar frontal que será aplicada a la plataforma.

Bibliografía

[1]Hun-ok Lim,Kensuke Tajima. 2007. “Development of a Biped Walking Robot.”International Conference on Control, Automation and Systems 2007. Academic Search, ieee xplore (accessed february 11, 2010)[2]HanafiahYussof,MasahiroOhka,MitsuhiroYamano,YasuoNasu. 2008.”Analysis ofHuman-InspiredBiped Walk Characteristics in a PrototypeHumanoid Robot for Improvement of Walking Speed”. Second Asia International Conference on Modelling & Simulation. Academic Search, ieee xplore (accessed february 11,2010).[3] Jin’ichi YAMAGUCHI, Atsuo TAKANISHI. 1997. “Development of a Biped Walking Robot Having Antagonistic Driven Joints Using Nonlinear Spring Mechanism”. IEEE International Conference on Robotics and Automation Albuquerque, New Mexico, ieee xplore (accessed february 11,2010).[4] Jin’ichi Yamaguchi, Noboru Kinoshita, Atsuo Takanishi, and Ichiro Kato. 1996. “Development of a Dynamic Biped Walking System €or Humanoid- Development of a Biped Walking Robot Adapting to the Humans’ Living Floor -”.IEEE International Conference on Robotics and AutomationMinneapolis. Minnesota. ieee-xplore (accessed february 11,2010).

[5]Ill-Woo, Park, Kim Jung-Yup, and Oh Jun-Ho. 2008. “Online Walking Pattern Generation and Its Application to a Biped Humanoid Robot — KHR-3 (HUBO).” Advanced Robotics 22, no. 2/3: 159-190. Academic Search Premier, EBSCOhost (accessed March 9, 2010).

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23. ANTROPOMÉTRICO VEHÍCULO ROBÓTICO OMNIDIRECCIONAL PARA LA ENSEÑANZA DE GEOMETRÍA A NIÑOS EN EDUCACIÓN

BÁSICA PRIMARIA

Andrés Mauricio Cárdenas Torres 1, 2, a, b, Sergio León López Zapata 1, 2, c,Carlos Mario Alzate Botero 1, 2 , d, Carlos Andrés Fernández Pérez 1, 2, e,

Jorge Hernán Serna Uribe 1, 2, f

1 Universidad San Buenaventura2 Grupo de Investigación SIRMO

a [email protected], b [email protected], c [email protected], d [email protected],

e [email protected], f [email protected]

1. Introducción

La Robótica Educativa se planteó desde los años 60 por Seymour Papert y otros investigadores del Laboratorio deMedios delMassachussets Institute ofTecnology (MIT); aunque actualmente se está implementando anivel mundial como una propuesta educativa en la cual, los estudiantes desarrollan e implementan robots para el aprendizaje de los aspectos mecánicos, eléctricos, electrónicos, de control y comunicación. Esta propuesta educativa ha tenido gran acogida en los países de niveles altamente tecnológicos, propiciando los espacios para reforzar el interés en el encaminamiento a la profesionalización en el área de las ciencias y en especial laingeniería.AlgunospaíseslatinoamericanosincluyendoaColombiahanseguidoestatendenciaconelfinde generar motivaciones intrínsecas en los estudiantes para interiorizarlas en su formación académica. Una de las artífices en la implementaciónde dicha tendencia educativa enColombia es laUniversidaddeSanBuenaventura, que a través de la línea de investigación ReE (Robótica en Educación), propone un innovador enfoqueenlarobóticaeducativaorientándolacomoherramientadeaprendizajeynocomofindeconocimientou objeto de aprendizaje.

2. Marco Teórico

La Robótica en Educación surgió tras la comparación de las siguientes premisas: la robótica educativa enseña cómo se construye un robot a partir de sus diversos elementos constitutivos o enseña usando los robots como herramientaparaelaprendizaje.Apartirdelasegundasentencia,sedefinióeltérminoReEparaidentificarcómo la robótica puede implementarse en la educación sin necesidad de volverse un propósito de aprendizaje por sí mismo.

Esta división ya ha sido considerada por el doctor Dimitris Alimisis, quien es un pilar dentro de la díada educación y robótica en Grecia, y quien menciona en su proyecto TERECOP (The Teacher Education on


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Robotics-Enhanced Constructivist Pedagogical Methods) la división de la robótica educativa en una metodología

constructivista para la enseñanza y el aprendizaje de la robótica (la robótica como objeto de aprendizaje) y en el aprendizaje con robótica (la robótica como herramienta de aprendizaje).

TambiénesnecesariomencionarladefinicióndeRobóticaEducativapropuestaporladoctoraAnaLourdesAcuña, “es un contexto de aprendizaje que se apoya en las tecnologías digitales e involucra a quienes participan en el diseño e instrucción de creaciones propias”. En general, distintos autores han observado las dos tendencias que ha tenido la robótica educativa, sin embargo y a pesar de esto, sigue la tendencia hacia la robótica como unfindelconocimiento.

A partir de las concepciones de los autores mencionados, la Línea de Investigación en Robótica, Sistemas deControlyPotenciadelaUniversidaddeSanBuenaventuraSeccionalMedellín,proponeladefinicióndeltérmino Robótica en Educación (ReE) como: Un contexto de aprendizaje que se apoya en las tecnologías para el desarrollo del currículo educativo mediante la manipulación de los robots como herramienta de aprendizaje.

3. Metodología Implementada.

3.1. Sistema Metodológico Utilizado.

Figura 1. Estructura metodológica implementada para el desarrollo de REPTILE

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4. Diseño e Implementación del Prototipado

4.1 Implementación del Prototipado

4.1.1 Diseño del Chasis

Acontinuaciónsejustificaránlasdecisionestomadasconrespectoalaseleccióndelasruedas,alaconfiguraciónde las mismas y al diseño del chasis para el presente proyecto de grado.

DISEÑO DEL CHASIS.Cadaunodelosdiseñosmostradosacontinuaciónserealizóconelfindecrearcompatibilidadconlasrespectivasconfiguracionesencuantoalposicionamientodelasruedasserefiere:

Diseño con configuración triciclo:Dosruedastraserasfijasdeapoyoyunaruedacentradaparalatracciónydirección.

Figura2.Configuracióntriciclo.Vistalateralyvistainferior

Diseñoconconfiguraciónespecial:Diezruedaslibresdeapoyoyunaruedacentralparalatracciónydirección.

Figura3.Configuracionespecial.Vistalateralyvistainferior


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Diseño con configuración omnidireccional (diseño definitivo): Tres ruedas suecas equidistantes en una base poligonal que proporcionan tanto tracción como dirección.

Figura4.Configuraciónomnidireccional.Vistalateralyvistainferior

Figura 5. Base para montura del sistema electrónico y mecánico del prototipo.

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4.1.2 Tiempo de Ejecución de los Procesos en la Etapa de Implementación.

4.2 Desarrollo Del Sistema De Control

El desarrollo del sistema de control en el presente proyecto de grado se basa principalmente en la implementación de un sistema de posicionamiento y direccionamiento que se logra mediante la combinación de dos diferentes sistemas de navegación dentro de lo que se conoce como el método de estimación explicita posicional, los cuales son el sistema odométrico y el sistema de navegación inercial (INS). La utilización del sistema odométrico proporciona tanto la ubicación como la dirección del robot en un instante determinado a través de valores numéricos convertidos en pulsos digitales, que facilitan el desarrollo del sistema de control debido a que no se necesita ningún tipo de procesamiento de información para la interpretación del entorno, sin embrago no esunmétodolosuficientementeprecisodebidoaquelaobtencióndelosdatosestádirectamenterelacionadacon el sistema mecánico que generalmente se desgasta con el paso del tiempo y por lo tanto requiere de una constante calibración, además que los sistemas basados en odometría requieren de la acumulación de los incrementos del movimiento en el tiempo para la obtención de los datos por lo cual también se generan errores de posicionamiento y orientación. Teniendo en cuenta lo dicho anteriormente se implementó el sistema de navegacióninercialcomoapoyoalsistemaodométrico,elcualpermitemejorarlafiabilidadenlainformaciónde los datos obtenidos y así optimizar el control del posicionamiento y orientación del robot. Los INS obtienen la orientación y la posición del robot móvil a través de las medidas de aceleraciones y ángulos de orientación, sin embargo para el desarrollo del presente proyecto de grado solo se hará uso del sistema de navegación INS para la orientación del robot a través del uso de sensores de orientación de buena resolución para aumentar la fiabilidadenlosdatosobtenidos.

Cabe aclarar que los INS no son afectados por los problemas derivados del desgaste mecánico y la interacción de la plataforma robótica con el suelo lo que permite corregir los efectos de ondulaciones e irregularidades en el terreno.


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Diagrama De Bloques Para El Control Del Vehiculo

Figura 8. Esquema de control del vehículo

Tanto la postura de referencia del vehículo p_ref como el vector de velocidad de control p_control seránreferencias completas, es decir, se asignaran las tres referencias de la postura.

La cinemática directa consiste en obtener el vector de velocidad del vehículo p a partir de las velocidades de las ruedas sensorizadas, utilizándose el modelo cinemático de control visto anteriormente.

La estimación de la postura del vehículo p se realizara integrando el vector de velocidad del vehículo p .

El número de actuadores coincidirá con la maniobrabilidad del vehículo que equivale al grado de movilidad del vehículo (grados de libertad instantáneos) más el grado de direccionabilidad de este (nº de ruedas orientables). Para el caso particular del robot omnidireccional se tienen solo los 3 grados de libertad instantáneos teniendo en cuenta que no se poseen ruedas reorientables.

Conclusiones

A través de las investigaciones realizadas a lo largo de este proyecto se han estudiado aspectos de gran importancia en el diseño y control de vehículos y las funciones que pueden realizar los mismos en los diferentes campos de aplicación existentes. Estas investigaciones han sido de gran apoyo en este caso en particular, ya quehanpermitidoqueseconsigaimplementarademásdeundiseñoestéticoyatractivo,undiseñoeficiente,encuantoaquedichovehículoposeeunaconfiguraciónomnidireccionalquelepermiteobtenerunamáximamaniobrabilidad en el plano, aspecto de vital importancia en este proyecto.Por otro lado, a través de los estudios realizados se debe tener en cuenta que debido a que la plataforma se desarrolla como herramienta educativa orientada hacia los niños, la funcionalidad de dicho vehículo y su manipulacióndebenserlosuficientementesencillasrespectoasucampodeaplicación.

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Referencias Bibliograficas

[1]. V. F. Muñoz Martínez, G. Gil-Gómez y A. García Cerezo. «Modelado Cinemático y Dinámico de un Robot Móvil Omni-Direccional» Instituto Andaluz de Automática Avanzada y Robótica. Dpto. Ingeniería de Sistemas y Automática, 2005.http://www.ceaifac.es/actividades/jornadas/XXIV/documentos/ro/201.pdf

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[3]. J. Ruiz Del Solar, R. Salazar «Robots Móviles» Universidad de Chile Facultad De Cs. Fs. y Matemáticas Departamento de Ingeniería Eléctrica

[4]. Santiago Martínez, Rafael Sisto «EasyRobots: Control y Comportamiento de Robots Omnidireccionales» Instituto de Computación Facultad de Ingeniería - Universidad de la República (7 de diciembre de 2009).

[5]. Gracia Calandín, Luis Ignacio « Modelado Cinemático y Control de Robots Móviles con Ruedas» Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática Universidad Politécnica de Valencia, 2001.

[6]. Songel Gonzales, Gabriel «Revista de investigación y diseño para el ocio» Instituto de Diseño y Fabricación Cuidada Politécnica de la Innovación Camino de Vera, noviembre 2008 www.AreaPlay.upv.es

[7]. Andrés Mauricio Cárdenas Torres, Mauricio Quiroga Posada «La Robótica en Educación: Un mediador entre la educación y la Ingeniería» Universidad de San Buenaventura Seccional Medellín, 2010.


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24. ACTUALIZACION DEL PLAN DE MANEJO INTEGRAL DE RESIDUOS SOLIDOS - UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA

MEDELLIN - SAN BENITO

Helena Pérez Garcés 1, 2, 3, a, b, Juan Edison Osorio muñoz 1, 2, 3, 4, c, Jeisson Alejandro Perez Muñoz 1, 2, 3, d, Juan Felipe Hernandez Galvis 1, 2, 3, e,

Luis Manuel Caicedo Olier 1, 2, 3, f, Julie Alexandra Velez Agudelo 1, 2, 3, g

1 Universidad San Buenaventura2 Grupo de Investigación GIMSC

3 Semillero de Investigación Geoinformática Aplicada al Medio Ambiente - SIGAMAa [email protected], b [email protected],

c [email protected], d [email protected], e [email protected], f [email protected],

g [email protected]

Resumen

Las herramientas geoinformaticas principalmente trabajadas desde las utilidades del software de sistemas de informacióngeográfica,tienencomopotencialidadeltrabajodelespaciogeoreferenciadoylaposibilidaddellenar ese espacio de contenido o atributos. Para el caso de esta investigación, se busca asociar las herramientas de lossistemasde informacióngeográficaa la representaciónde losespacios físicosde launiversidad,asícomo los recipientes y rutas de recolección y diseñar el sistema de implementación, seguimiento y control del Plan integral de residuos sólidos a partir del componente espacial del mismo.

El Manejo Integral de residuos sólidos son las actividades de control en la generación, la separación, el almacenamiento,eltratamientoyladisposiciónfinaldelosresiduossólidos,detalmaneraquesegaranticeladisminución de las alteraciones ambientales causadas por los residuos sólidos producidos en la institución. El Plandemanejo(PMIR)defineobjetivos,metas,programas,proyectosyactividadesquegaranticenelmanejointegral de residuos sólidos en la institución.

La gestión ambiental no concluye con la formulación del plan, requiere de ser gestionado e implementado, de lo contrario el plan se convierte en un documento. Esta investigación busca aplicar herramientas geoinformáticas para la gestión del PMIR en la Universidad San Buenaventura – Medellín. Utilizando herramientas de sistemas deinformacióngeográficaybasesdedatosseplanteaelseguimientoycontrolalagestióninternaderesiduossólidos.

Dentrodelprocesodeplaneación,elplancomodocumentonoeselfin, losobjetivos,metasyestrategiaspropuestos deben ser implementados y lo más importante es realizar un correcto seguimiento y evaluación, para que realmente la gestión se enmarque en el mejoramiento continuo. Por lo tanto las herramientas de seguimientoycontroldebenserflexibles,fácilmenteactualizablesydebenpermitirlaevaluacióncontinuadel

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proceso de gestión.

Teniendo claro este panorama y la fortaleza de los sistemas de información geográfica en el manejo deinformacióngeoreferenciada,seidentificalanecesidaddeimplementarherramientasprácticasdeseguimientopara quienes son encargados de realizar esta función en cada sede de la universidad.

Objetivo General

Aplicar herramientas geoinformáticas a la gestión del Plan de Manejo Integral de Residuos Sólidos en la UniversidaddeSanBuenaventura,seccionalMedellín,sedeSanBenito,conelfindemejorarelseguimientoy control a las actividades relacionadas con los componentes de la gestión de residuos sólidos implementadas.

Objetivos Especificos

1. Realizar un diagnóstico georeferenciado de la problemática que se presenta actualmente en la Universidad, en cuanto al manejo de residuos sólidos.

2. Identificar y espacializar, todos los componentes de la Gestión de residuos sólidos, como el lugar dealmacenamiento, cantidad de residuos, presentación de los residuos, la recolección, el transporte interno y disposiciónfinal.

Diseño Metodológico.

Lainvestigaciónqueseadelantaesdetipoaplicado,conuncasoespecíficodetrabajoqueesenlaUniversidadSan Buenaventura sede Medellín – San Benito.

En la Universidad de San Buenaventura la primera versión de este plan se elaboró durante el segundo semestre de 2008 y primer semestre de 2009, las propuestas que aquí se presenta se desarrollaron teniendo en cuenta lo planteado en el plan anterior, lo que la Universidad ha implementado y el diagnostico que se realizó durante el año 2010.

Cabe resaltar que en el desarrollo de este trabajo utilizaron herramientas como los sistemas de información geográficaylasbasesdedatosrelacionalesbuscandoopcionesdegestióndelainformaciónágilydefácilconsulta.Tambiénseutilizaron,encuestasdepercepciónyrecoleccióndeinformaciónencampotantograficacomo alfanumérica, esto pensando en la comodidad de análisis, interpretación, ejecución y actualización que requiere el plan.

Eldecreto1713deAgostode2002expedidoporelMinisteriodeAmbiente,ViviendayDesarrolloTerritorial;defineloslineamientosquesedebentenerparahacerunabuenagestióndelosresiduossólidosyasuvez,hablade la obligatoriedad por parte de cada municipio para elaborar y mantener actualizado su Plan de Gestión Integral de Residuos Sólidos (PGIRS), el cual consiste básicamente en realizar el diagnóstico donde se establecen las condiciones en las que actualmente se desarrollan las actividades relacionadas con la generación y manejo de


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los residuos sólidos, y adicional a esto contiene los objetivos, metas, estrategias, actividades, cronogramas, costos, procesos de evaluación y seguimiento orientados al buen manejo de los residuos en cada municipio.

Porsuparte,elÁreaMetropolitanapormediodelasresoluciones0008y00526del2004,definenlineamientosy directrices para el proceso de manejo adecuado delos residuos generados en cada fuente generadora, mediante la formulación e implementación de los Planes de Manejo Integral de Residuos Sólidos (PMIRS).

Figura 1. Ruta Metodológica

Resultados

Las fuentes primarias utilizadas fueron la Observación y recolección de información en campo, mediante el registro visual que determinó la situación actual de manejo de los residuos sólidos que se generan en la universidad.

Durante el registro visual, hubo conversación directa con algunos de los generadores de cada área, por ejemplo cafeterías, personal de facultades, personal administrativo, fotocopiadoras, entre otros. También hubo recopilación de información por medio de una caracterización realizada en la universidad.

En el desarrollo del proyecto se utilizó como base la Guía de Manejo de Residuos Sólidos del Área Metropolitana del Valle de Aburrá. Para realizar la recolección de información primaria se diseñó un

163

formato para realizar el inventario de los recipientes existentes y se ubicaron las canecas en un mapa realizado a mano alzada, con esta información se procedió a diseñar una base de datos en Access para consolidar la información y poder determinar las características a evaluar (tamaño, estado, ubicación, color, tapa, material, bolsa, uso).

Por medio de la herramienta ArcGIS se elaboraron los mapas de la planta física de la Universidad y se georefereciaron los mapas realizados a mano alzada, para obtener así una ubicación única para cada recipiente yluegounirloconlabasededatosdeAccessdondeseencuentranlosatributoslevantadosenlasfichas,deestaforma presentar información de una forma más dinámica, actualizable y fácil de consultar.

Ademásdelosrecipientesselevantaronatributosbásicosyregistrofotográficoparacaracterizarlosespaciosfísicoseidentificarlosgeneradoresderesiduos.Enlasiguientefigurasepresentaunejemplodeltipodegráficosquesepuedengenerarconlainformacióndisponibleenlabasededatos,enestegraficoespecíficamentesemuestra en una torta la distribución porcentual del tipo de recipientes, y si además se conoce la prohibición normativa de tener recipientes en madera, se puede identificar que el 35% de los recipientes deben serreemplazados por este concepto, pero por el carácter georeferenciado de los datos que se manejan también se puedeverlaubicaciónespecíficadecadarecipienteysuscaracterísticastalcomoseveenlafigura3.

Figura 2 Tipología de los Recipientes existentes en la Universidad de San Buenaventura – San Benito

Utilizando el software ArcGis, se trabajó con una imagen satelital (Google Earth) la cual se ubicó espacialmente mediante el proceso de georeferenciacion, para luego crear polígonos que representan la infraestructura de la universidad y ubicar los recipientes existentes. Para el manejo de los atributos se enlazan la capa temática que contiene los puntos que representan los recipientes con la base de datos de Access, permitiendo consultar la información de las características físicas de los recipientes a través de su representación espacial.


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Figura 3. Vista 3D del levantamiento en ArcGis y Vista en Planta Primer Piso

Conclusiones

• Lossistemasdeinformacióngeográficasonherramientasprácticasyútilesparalagestiónambientaleninstituciones o empresas, agilizando los procesos de seguimiento y control.

• Del buen diseño y documentación del SIG depende su actualización y funcionalidad del sistema de seguimiento y control.

• Se integraron los conocimientos y las herramientas adquiridas durante el proceso de formación como ingenieros para aportar alternativas más innovadoras en el manejo de residuos sólidos.

Bibliografía

[1] Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de protección al Medio Ambiente. Decreto 2811 de 1974.[2] ÁREA METROPOLITANA DEL VALLE DE ABURRÁ (2004). Guía para el manejo integral de los residuos sólidos para el Área Metropolitana del Valle de Aburrá. Medellín : El Área,.[3] MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL, Decreto 1713 de 2002.[4] Ureña Cámara, M. A. y Ariza López, F. J. (2008): “Semiautomatic urban map generalization using a raster-vector model”, GeoFocus (Artículos), nº 8, p. 225-250. ISSN: 1578-5157.[5] Castillo, I, y Ciganda A (2001). “Aplicación de los S.I.G al Marketing”. Revista Internacional de Ciencias de la Tierra. ISSN: 1.131-9.100.

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25. COMPARACIÓN ENTRE LA SINTESIS POR IDENTIFICACIÓN DE SISTEMAS CON REDES NEURONALES Y LA SÍNTESIS POR

MODELADO FÍSICO POR GUÍA DE ONDA DIGITAL, DE UN INSTRUMENTO DE CUERDA RASGADA

Jorge Andrés Mora Rodríguez 1,a , Camilo Andrés Flores 1 ,b, Andrés Mauricio Cárdenas Torres 1, c, d


c [email protected], d [email protected]

Desde comienzos del siglo XX, se ha venido desarrollando diversas técnicas para lograr emular o crear sonidos utilizando dispositivos eléctricos y electrónicos, a este procedimiento se le conoce como síntesis del sonido. Enlaactualidad,existenmuchasformasdesintetizarsonidos,siendounasmáseficientesqueotras.Debidoaestoysucapacidadde identificarsistemasno linealesdevariasentradasyvariassalidas,sehadecididorealizaruntipodesíntesisconbasealasredesneuronales,yrealizarunacomparación,encuantoaeficienciacomputacionalyafidelidaddelossonidos,conelmodeladofísicoporguíadeondadigital,queesunodelosmétodos más utilizados actualmente para sintetizar instrumentos de este tipo.La síntesis de instrumentos musicales de forma realista requiere un gasto computacional elevado comparado con los métodos tradicionales de síntesis de sonido. Debido a la variedad de métodos existentes para sintetizar sonidosreales,hacefaltadeterminarcuáldeellosesmáseficienteencuantoalgastocomputacionalylabuenarepresentación del sonido.

Innovación: a pesar de que la síntesis por modelado físico es muy implementada en la actualidad, se propone realizar la parametrización del modelo con algoritmos de aprendizaje inteligente. Por otra parte, la síntesis mediante redes neuronales también es innovadora ya que en el contexto colombiano, según una revisión bibliográficarealizada,nosehaimplementadoestetipodealgoritmosparaestefin.

Importancia: saber cuál de los dos métodos de síntesis mencionados es más eficiente, permitirá a losdesarrolladores de instrumentos virtuales de cuerda rasgada obtener resultadosmás óptimos y fieles en lacreación de nuevos instrumentos sintetizados.

Referente Teorico:

Elgastocomputacionalesuntérminocomúnmenteutilizadoenelprocesamientodeseñales yserefierealas exigencias que hace un proceso cualquiera al procesador que está realizando la tarea. Entre más exigente computacionalmente sea el proceso, mejores características deberá poseer el procesador para poder responder eficientementeantelasdemandasdelproceso.


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La síntesis de sonido es considerada hoy en día una herramienta de gran utilidad para la producción musical en distintos ámbitos como el cine, los video juegos, sonidos para dispositivos celulares o la creación de canciones comunes y corrientes, entre otros. Sin embargo, obtener la emulación de sonidos reales presenta el problema de ser un proceso complejo y que consume muchos recursos computacionales. Por esta razón, durante mucho tiemposeprefirióutilizarsonidosgrabados(samples)enlosinstrumentosvirtuales,apesardesugranconsumode memoria y de su limitada capacidad de expresividad a comparación del instrumento real que se emulaba. Sin embargo, con el transcurso de los años, el avance en la capacidad de procesamiento de los computadores hasidomuysignificativo,permitiendolacreacióndenuevosmétodosdesíntesisconunaaltacalidadsonoraycon un menor consumo de memoria que el requerido por la utilización de samples.

Mencionando algunos métodos de síntesis, se procederá a hacer una breve descripción de cada uno de estos:

• Síntesis espectral: concentra su atención en analizar las frecuencias características del sonido que se desea sintetizar. Como ejemplo se encuentran la síntesis aditiva y sustractiva con las consideraciones actuales para generar el comportamiento dinámico de las componentes espectrales características del timbre de los instrumentos musicales.

• Síntesis por algoritmos abstractos: Se basa en la producción de sonidos mediante formulas matemáticas que nonecesitanestarrelacionadasconlosprincipiosacústicosdelmundoreal.Dentrodeestaclasificaciónseencuentra la síntesis por modulación de frecuencia (FM) de gran auge en la década de los 80s.

• Procesamiento de muestras grabadas: consiste en grabar una muestra de un sonido y procesarlo para cambiarlo hasta obtener el resultado deseado. Esta técnica no crea sonidos desde cero.

• Síntesis por modelado físico: consiste en la creación de un modelo matemático que describa el comportamiento del instrumento con base a los principios físicos que lo rigen. Este método se divide en dos categorías: técnicas de descomposición modal, que consisten en formulaciones de los sistemas dentro del dominio de la frecuencia, y las técnicas de dominio temporal como la guía de ondas digital, que es el método de síntesis por modelado físico más utilizado en la actualidad .

Las redes neuronales son un método de reconocimiento de patrones que permite modelar sistemas no lineales y que varían en el tiempo, mediante un entrenamiento con base a las entradas que se le aplican al modelo y las salidas que produce. Gracias a una comparación entre las salidas generadas por el modelo y las esperadas, se realizan ajustes de los parámetros internos de éste, hasta obtener un modelo que responda de una forma muy similar al sistema real. Cuando se logra esto, se dice que la red esta entrenada.

Una buena representación del sonido sintetizado se da cuando el comportamiento armónico-temporal de los sonidos del instrumento real, se parecen mucho al de los sonidos del instrumento sintetizado. Entre mayor sea la similitud, mejor es la representación de los sonidos sintetizados.

Objetivos.

Determinarelmétodomásfielencuantoalsonidoproducidoyeficienteencuantoalgastocomputacional;parasintetizaruninstrumentodecuerdarasgada,comparandoelmodeladofísicoporguíadeondaylaidentificacióndel instrumento por redes neuronales.

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Específicos:

• Sintetizar el instrumento musical por modelado físico con el método de guía de onda digital.• Sintetizarelinstrumentoporidentificaciónconredesneuronales• Determinarentrelosdosmétodospropuestosdesíntesiscualeselmáseficientecuantoalgastocomputacional

y la buena representación del sonido.

Metodologia.

1. Recolección de información2. Síntesis del instrumento musical por modelado físico con el método de guía de onda digital.

Actividades:

• Implementar el modelo en Matlab®.• Determinar la respuesta al impulso de la caja de resonancia del instrumento.• Parametrizar el modelo.• Validar el modelo.

3.Síntesiselinstrumentoporidentificaciónconredesneuronales.

Actividades:

• Realizar las mediciones de respuestas del instrumento necesarias para caracterizar el comportamiento de este ante un conjunto de entradas.

• Entrenar la red neuronal.• Validar el modelo.

4. Comparación entre los dos métodos de síntesis

Actividades:

• Realizarlascomparacionesestadísticasnecesariasparadeterminarelmodelomáseficiente.

Resultados

Hasta el momento se ha trabajado en la parte de modelado físico por guía de onda digital. Ya se obtuvo el modelo de las 5 cuerdas del banjo al aire, las mediciones de la respuesta al impulso de la caja de resonancia del instrumento,incluyendolapropuestadeunmontajeexperimentalparalograrlo;yademás,seestátrabajandoenla implementación de un algoritmo que sirve para extraer de la vibración de la cuerda la señal de perturbación a la que fue sometida. También se abstrajeron los parámetros fundamentales de la cuerda, necesarios para


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parametrizar el modelo.

Figura1. Esquema del experimento para obtener la respuesta el impulso de la caja de resonancia del banjo

Bibliografía

[1] Villacorta, Nelly Lucrecia and Marchiar, Carlos Alejandro. Sintesis Digital de Sonido en Tiempo Real por Modelado Físico de Instrumentos Virtuales de Cuerda Percutida. Rosario : s.n., 2006.[2] Physical Modeling Using Digital Waveguides. Smith, J.O. 1992, Computer musical Journal,vol 16, pp. 74-91.[3] Bard, Hazel. Bachelor of Science with Honours Mathematics and Computer Science. Investigating sinthesis techniques for accurately modelling an acoustic guitar. s.l. : The University of Bath, Abril 2009.[4]. Síntesis de Sonido por Modelado Físico de Intrumentos de Cuerda Percutida. Mignini, Ezequiel A and Miyara, Federico. 2009, Mecánica computacional, vol 28, pp. 101-111.[5]. Parthasarathy, Raghuveer. Physics 351-Vibrations and Waves. Problem set 7. s.l., USA : University of Oregon, 2007.[6]. Parameter Estimation of a Plucked String Synthesis Model Using Genetic Algorithm with Perceptual Fitness Calculation. Riionheimo, Janne and Välimäki, Vesa. 2003, EURASIP Journal on Aplplied Signal Processing , vol 8, pp. 791-805.[7]. Body Modeling Techniques for String Instrument Synthesis. Karjalainen, Matti and Smith, Julius. 1996, ICMC Proceedings.[8]. Eigenvalues and musical instruments. Howle, V.E and Trefethen. s.l. : Journal of Computational and Applied Mathematics, 2001, Vol. 135.[9]. Pueo Ortega, Basilio and Romá Romero, Miguel. Electroacústica. Madrid : Pearson Educación, 2003. 84-205-3906-6.


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ÍNDICE DE AUTORES

A

Agudelo Guzmán, Claudia Patricia, 47Álvarez Betancur, Juan David, 148Alzate Botero, Carlos Mario, 153Arroyave Mesa, Cristina, 42

B

Barrera, Julián, 110Benjumea Herrera, Juan Sebastián, 30Betancur Olaya, Laura María, 42

C

Caicedo Olier, Luis Manuel, 160Cano Salazar, David Santiago, 47Cañas Pino, Jhovanny Andres, 37Cárdenas Torres, Andrés Mauricio, 30, 79, 86, 148, 153, 165Carranza Quintana, Diana Carolina, 148Castrillón Ciro, Jimmy Darwin, 120Castro Castro, Carlos Arturo, 68, 92, 99, 110, 133Castellanos Reyes, Israel, 24Cepeda Gómez, Rudy, 20Córdoba Castro, Enrique Raúl, 79

D

De Los Ríos Valdes, Paula Andrea, 138Durango Vanegas, Claudia Elena, 69

171

E

Echeverría, Dionisio, 24Escudero Vahos, Maria del Carmen, 35 Estudillo Quilantán, Arturo, 24

F

Fernández Pérez, Carlos Andrés, 153Flores, Camilo Andrés, 86, 165Forero Cañas, Jorge León, 51

G

García Causil, Jaime David, 92García, Cristhian Camilo, 47Gil Arboleda, Sebastián, 30Gil Corrales, Juan David, 79Giraldo Guzmán, Daniel, 79Gómez Gómez, Beatriz Liliana, 42, 47, 138, 144Guzmán, José Jerónimo, 47Guzman Marin, Edgar Antonio, 99Guzmán Mejía, Carlos Ignacio, 120

H

Hernandez Galvis,Juan Felipe, 160

L

Lopez, Idian Fernando, 138Lopez, Leidy, 47López Zapata, Sergio León, 153


172

M

Meneses Benavides, Gustavo Adolfo, 51, 56, 120Montoya Gómez, Nilton Edu, 37Mora Rodríguez, Jorge Andrés, 86, 165Morales Hurtado, Sebastian, 99

O

Olgac, Nejat, 20Osorio Muñoz, Juan Edison, 160

P

Pabón Peñaloza, Denise Paola, 74Pérez Garcés, Helena, 160Perez Muñoz, Jeisson Alejandro, 160Prado Gärtner, Paulo Felipe, 35

R

Ramírez Culma, Rossemery, 148Ramirez, Guillermo Alain, 144Reina Villamizar, Luis, 74Rios Arias, Diego Armando, 99Rivera Chica, Luisa Fernanda, 30Rivera Muñoz, León Mauricio, 30

S

Sánchez Jaramillo, Cristian Camilo, 92Sarmiento Osorio, Santiago Esteban, 51Sepúlveda Gómez, Evany Ricardo, 51Serna M, Edgar, 64Serna Uribe, Jorge Hernán, 153

173

T

Tirado Vélez, Ana María, 47Torrecilla Vásquez, Jhordan Greif , 56

V

Vásquez, Diego Andrés, 110Velez Agudelo, Julie Alexandra, 160

Z

Zapata Montoya, Ferney Camilo, 148


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