Ciencias con mención en Ingeniería Electrónica

Permanent URI for this collectionhttp://98.81.228.127/handle/20.500.12404/15941

Browse

Now showing 1 - 20 of 33

Diseño del Sistema Electrónico para una prótesis transradial mioeléctrica
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-02-18) Llantoy Sánchez, Alfredo Jesús; Carrera Soria, Willy Eduardo
El desarrollo de prótesis de mano está evolucionando rápidamente en los últimos años. Los factores que están permitiendo este desarrollo son la creciente demanda que se observa en el Perú y el mundo, y el creciente avance en tecnologías de manufactura y dispositivos electrónicos. Con respecto al primer punto, en el mundo 1.5 de cada 1000 personas sufren de alguna amputación y de estos el 16% del total se estima que es de miembro superior; además, la cifra en Perú asciende a 11,353 personas con este tipo de amputación y la oferta de prótesis de mano que ofrece el mercado peruano con ortopedias estéticas, de garfio y mioeléctricas no llegan a cubrir las expectativas de los potenciales usuarios debido a los altos costos y/o escasas funcionalidades. Con respecto al segundo punto, en el estado del arte expuesto en el capítulo uno se identifica a las prótesis mioeléctricas como prótesis con crecientes avances tecnológicos en la actualidad, y por ello, se presenta una comparativa entre las prótesis mioeléctricas comerciales, de fuente abierta y de investigación, de los últimos 5 años, que se exploraron para el desarrollo del presente trabajo. Por otro lado, después del análisis hecho en el estado del arte, se presenta un breve estudio de los sensores y actuadores en el cual se mencionan las tecnologías más destacadas y sus principios de funcionamiento; para luego, en el capítulo dos, ahondar en las ventajas y desventajas de cada una de estas; también se repasan los componentes a usar en el sistema de alimentación (conversores DC/DC y baterías) y otros componentes relevantes del sistema electrónico como el excitador del motor y la unidad de control. En el capítulo tres se muestra el modelo solución. Finalmente, en las conclusiones se recapitulan las tecnologías más convenientes de los sensores, del actuador, de los conversores DC/DC y de la batería para esta aplicación; en recomendaciones se brindan algunas sobre el diseño de Hardware; y, en futuros trabajos, se explica los pasos a seguir para el diseño e implementación del sistema electrónico.
Análisis y propuesta de un modelo de fuente de poder de voltaje variable para electroforesis en gel de agarosa
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-02-19) Morán Arias, Kevin Walter Alejandro; Velarde Criado, Luis Ángelo
La electroforesis en gel de agarosa es un método de separación molecular muy usado hoy en día, diversas investigaciones son realizadas basadas en este proceso de separación. Para poder realizar estos ensayos se necesita del equipamiento necesario. Dentro de estos equipos se encuentra la fuente de poder para electroforesis, la cual se encarga de proveer el campo eléctrico necesario para poder desplazar las moléculas. Sin embargo, la adquisición de estos equipos en el Perú cuenta con inconvenientes como el tiempo de entrega y el costo de envío de los mismos, debido a que estos equipos son importados. Por este motivo, se propone el diseño e implementación de un prototipo de fuente de poder para electroforesis en gel de agarosa. Para lograr este objetivo, se plantea el uso de una fuente conmutada como el corazón del sistema de potencia utilizado dentro de la fuente de poder. Los requerimientos de la misma deben ser similares a las características que poseen los equipos actualmente existentes en el mercado extranjero. Finalmente, en base a la teoría expuesta se llega a la conclusión de la factibilidad en el diseño e implementación del prototipo de una fuente de poder, brindándose además recomendaciones sobre las alternativas que se pueden tomar para cumplir el objetivo principal.
Design of a DVB-S2 compliant LDPC decoder for FPGA
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-02-19) Montaño Gamarra, Guillermo Daniel; Raffo Jara, Mario Andrés
Low Density Parity Check codes presents itself as the dominant FEC code in terms of performance, having the nearest performance to the Shannon limit and proving its usefulness in the increasing range of applications and standards that already used it. Low power devices are not except of this rapid development, where it emerges the necessity of decoders of low power without totally sacrificing performance or resource usage. The present work details research for a LDPC decoder compliant with the DVB-S2 standard for digital television, motivated for its already established use in uplink and downlink satellite applications and its great performance at large code lengths. Specifically, this research presents the study of the min-sum algorithm and the elements that conform the core decoder, including both functional units (variable and check nodes), memory blocks and routing network. In the context of DVB-S2, it is focused in the inner LDPC decoder and targets FPGA as platform. Furthermore, a variety of design strategies are considered as part of the scope of this work, including the optimal selection of the architecture and the schedule policy, the basis of the design characteristics of the control unit as a Algorithmic State Machine and the introduction of specialized modules to reduce the number of clock cycles per decoding process, such as early stopping. Under these constrains, it has been selected a set of features for a core design derived from work, such as code length of 64800 bits and code rate equal to 1/2. The proposed architecture is partially parallel with flooding schedule and operation over binary symbols (Galois field GF(2)). It takes the assumption of a channel with AWGN and BPSK modulation, so the demodulator feeds soft decision information of each symbol based on both assumptions.
Detección e inspección de torres de alta tensión mediante procesamiento de imágenes aéreas y aprendizaje profundo
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-02-21) Opazo Barboza, Juan Diego; Flores Espinoza, Donato Andrés
La presente tesis muestra el diseño de un algoritmo que detecta torres de alta tensión y clasifica el nivel de corrosión que presenta. El sistema recibe las imágenes capturadas por un dron que se desplaza por toda la línea de transmisión. Esta tesis forma parte de un proyecto que tiene como propósito la automatización del proceso de inspección de torres de alta tensión. En cuanto a la metodología, se establecieron 3 etapas donde cada una tiene su propio modelo de aprendizaje profundo. Primero, se tiene un detector basado en la arquitectura RCNN y VGG16 para obtener las coordenadas donde se encuentra ubicado el objeto de interés. Segundo, se tuvo que añadir un clasificador de torres, basado en la arquitectura Alexnet con optimizador Adam, ya que había una gran presencia de falsos positivos en la salida del detector debido a la poca cantidad de imágenes en el conjunto de datos. Tercero, se presenta un clasificador de corrosión, basado en la arquitectura VGG16 y optimizador Adam, que etiqueta, la región extraída y clasificada como en la salida de la etapa previa, con una de las 3 nomenclaturas: alta corrosión, baja corrosión e indeterminado. Finalmente, los resultados finales mostraron una precisión promedio de 0.6 en la etapa del detector, precisión del 99.5% al clasificar la torre, la cual refleja una mínima presencia de falsos positivos, y una exactitud del 89.5% al momento de etiquetar el nivel de corrosión del objeto detectado.
Estudio de una plataforma de teleoperación bilateral prototipo para pruebas de algoritmos de control basados en la convergencia de estados
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-09-01) Horna Vilcahuamán, Ingrid María; Cárdenas Cáceres, Pablo
Los sistemas teleoperados siguen siendo un campo de investigación de vigente importancia en el mundo. Cuentan con diversas áreas de aplicación y por ello continuamente se desarrollan nuevos algoritmos de control con los que mejorar las prestaciones de telepresencia y estabilidad del sistema en conjunto. Sin embargo, existe la necesidad de probar la eficacia de esos algoritmos en entornos reales aparte de los simulados. La Pontificia Universidad Católica del Perú es una de las instituciones académicas que realiza investigaciones de ese tipo. Específicamente, en sus laboratorios se está desarrollando un algoritmo de teleoperación bilateral basado en la convergencia de estados para manipuladores en entorno submarino. Por lo tanto, en el presente trabajo de investigación se detallarán los lineamientos para el diseño de una plataforma teleoperada donde realizar las pruebas en entorno terrestre del referido nuevo algoritmo o de algún otro basado en la convergencia de estados.
Estudio del diseño de una plataforma de programación tangible como herramienta educativa que pueda permitir el desarrollo del pensamiento computacional en niños de la educación básica regular
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-09-10) Manrique Zarate, Maria Alejandra; Cárdenas Cáceres, Pablo
El pensamiento computacional, que se puede entender como el conjunto de habilidades y capacidades para resolver problemas a través de las ciencias computacionales y la programación, permite desarrollar tres competencias del Currículo Nacional de Educación Básica que plantea el Ministerio de Educación (MINEDU): la. Competencia. 22: "Diseña y construye soluciones tecnológicas para resolver problemas de su entorno", la, Competencia 23: "Resuelve problemas de cantidad" y la, Competencia 28: "Se desenvuelve en los entornos virtuales generados por las TIC". Estas tres competencias impactan directamente en dos de los puntos principales del perfil de egreso de un estudiante de la Educación Básica. Regular que promueve el MINEDU. El primero de estos puntos es el aprovechamiento responsable de las TIC para interactuar con la información y gestionar su comunicación y aprendizaje y se puede medir con el índice NRI (Networked Readiness Index)que revela la correlación casi perfecta entre el nivel de absorción de las TIC de un país y los impactos económicos y sociales que las Tecnologías de Información y Comunicación tienen en su economía y sociedad. El segundo de los puntos del perfil de egreso hace referencia a la interpretación de la realidad y toma decisiones a partir de conocimientos matemáticos que aporten a su contexto y se puede medir con el Programa. para la. Evaluación Internacional de Alumnos de la OCDE (PISA) en el rubro (le matemáticas. Con respecto a ambos indicadores, el Perú se encuentra muy por debajo de la inedia mundial, con puntajes muy bajos que lo ubican en el nivel 2 de la evaluación PISA y en el puesto 90 del índice N R I. La programación puede mejorar estos resultados; sin embargo, la única iniciativa que existió en el Perú para promoverla, "Una laptop por niño", fracasó debido a la complejidad y altos costos de las herramientas que utilizaba. La programación tangible surge como alternativa para la enseñanza de la programación, ya que reduce la brecha de edad, facilita la enseñanza y el aprendizaje y no requiere de una computadora por usuario, por lo que abarata costos. El presente trabajo (le investigación hace una revisión de las plataformas de programación tangible existentes y los conceptos teóricos necesarios para el diseño de una nueva plataforma que tome en cuenta el Currículo Nacional de Educación Básica.
Fundamentos para evaluar la generación de campo reverberante de ondas de corte en medios homogéneos
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-09-11) Flores Barrera, Gilmer Alberto; Castañeda Aphan, Benjamín; Ormachea Quispe, Juvenal
La elastografía es una modalidad de imagen médica que estima la viscoelasticidad de los tejidos, permitiendo la diferenciación cuantitativa entre región sana y región afectada [1]. Diversas técnicas convencionales se basan en la detección de las ondas de corte y la relación de su velocidad de propagación con la elasticidad del medio [2]. Estas asumen que dicha propagación es unidireccional. Sin embargo, las heterogeneidades y fronteras de los tejidos generan reflejos, provocando artefactos en las estimaciones [3]. Es por ello, que en los últimos tres años se ha desarrollado la técnica de elastografía por campo reverberante de ondas de corte, la cual presenta resultados prometedores en su aplicación clínica [3]–[8]. Este nuevo enfoque hace uso de múltiples fuentes de vibración armónica controlada con el fin de aprovechar la naturaleza reverberante de los tejidos y producir un campo difuso en la región de interés. No obstante, la generación de dicho campo, la calidad del mismo y su relación con el desempeño de los estimadores son condiciones poco exploradas. Por ello, el presente trabajo tiene como propósito delinear el objetivo principal, los objetivos específicos y el modelo de solución para realizar un futuro estudio experimental con el fin de evaluar la generación de campo reverberante de ondas de corte en medio homogéneos. Así, se describe el procedimiento teórico para la realización de simulaciones numéricas y experimentos con maniquí de gelatina. El primero se basa en el método de simulación de Monte Carlo, mientras que el segundo consiste en la aplicación de combinatoria extrema con el fin de evaluar el efecto de superposición de fuentes de vibración externa. En ambos, se analizará la generación de campo reverberante con base en el parámetro de calidad derivado de la similitud de lo obtenido con los modelos teóricos [8]: el coeficiente de determinación (R2). Asimismo, se evaluará el desempeño de tres estimadores de la velocidad de propagación de las ondas de corte (Cs): el ajuste de curva a las funciones teóricas [8], la aproximación del número de onda [3], [4], y, se propone, una modificación en la aproximación del número de onda.
Estudio del diseño de un procesador criptográfico de Curvas Elípticas para el dispositivo WISP
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-10-15) Mendez Cabana, Igor Ivan; Silva Cárdenas, Carlos Bernardino
El rápido avance del internet de las cosas ha supuesto plantear nuevas maneras de implementar las redes de sensores. Es así como la tecnología RFID se ha ido tornando cada vez más atractiva como una alternativa que no requiere el uso de baterías. La plataforma WISP (Wireless Identification Sensing Platform) es uno de los dispositivos que más ha permitido impulsar el desarrollo de sensores RFID. WISP es la primera etiqueta RFID computacional, es decir, que permite programar un algoritmo básico en su memoria. Sin embargo, al igual que con las redes de sensores actuales, estos dispositivos suelen ser blancos fáciles de atacantes cibernéticos ya que son un punto débil en la red debido a sus limitaciones en recursos de hardware y energía que dificultan desarrollar criptografías en software eficientes. En este trabajo se presenta un estudio sobre el diseño de una arquitectura para un procesador criptográfico de Curvas elípticas (ECC) de bajo consumo energético implementado que cumple con las limitaciones energéticas para ser utilizado con la etiqueta WISP. Este trabajo está basado en las arquitecturas propuestas por Ahmad Salman [1] y Siddika Berna [2].
Diseño e implementación del sistema electrónico para una prótesis transradial mioeléctrica
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-12-16) Llantoy Sánchez, Alfredo Jesús; Carrera Soria, Willy Eduardo
El desarrollo de prótesis de mano ha ido mejorando en los años recientes. Así, componen a la fecha el estado del arte las prótesis mioeléctricas de miembro superior. Sin embargo, los usuarios de prótesis presentan dificultad en controlar su prótesis óptimamente. Ello se debe a que los modelos actuales presentes en el ámbito nacional, la mayoría no cuentan con un sistema electrónico para el control (prótesis estéticas no funcionales, de tipo garfio y mecánicas) y los que la presentan (mioeléctricas) son de costo elevado y no poseen retroalimentación háptica que emule la percepción sensitiva de una mano. En este contexto, el trabajo a desarrollar es el diseño e implementación de un sistema electrónico de bajo costo para una prótesis transradial mioeléctrica que permita al usuario mejorar su efectividad en la ejecución de los gestos deseados en su prótesis de mano. En este documento se describe el sistema electrónico diseñado e implementado. Para ello fueron analizados y escogidos los componentes de hardware a ser empleados y se desarrollaron los algoritmos para el control de apertura y cierre de la mano, así como el de la lógica principal. La electrónica completa fue diseñada para ir embebida dentro del espacio de la palma protésica. Con el fin de validar el diseño en software y hardware, se desarrollaron ensayos del sistema, en el Laboratorio de Investigación en Biomecánica y Robótica Aplicada (LIBRA), con una primera versión de la prótesis ensamblada para determinar el funcionamiento con objetos de diferentes pesos y geometrías para validar el comportamiento de sujeción con la misma. Con los resultados satisfactorios obtenidos, se puede concluir que se consigue un diseño e implementación funcional del sistema electrónico para una prótesis transradial mioeléctrica con un costo de S/ 2475,22.
Estudio del diseño de un amplificador CMOS basado en un par diferencial complementario para adquisición de señales neuronales
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-01) Bravo Pacheco, Diego Alessandro; Saldaña Pumarica, Julio César
En el presente trabajo de investigación se indican los fundamentos del diseño de un amplificador de instrumentación CMOS de 180 nm basado en un par diferencial complementario en sistemas de adquisición de señales neuronales. Estas señales pueden poseer una magnitud en el rango de microvoltios a decenas de milivoltios, con una frecuencia de hasta 10 KHz. La topología del modelo solución a desarrollar es fully differential de dos etapas. Además, es necesario considerar una etapa AC-coupled para reducir el offset del electrodo. Se hace énfasis en el estudio de un amplificador de baja potencia y de bajo ruido referido a la entrada, siendo este último requerimiento crítico según el marco problemático, por lo que los estudios recomiendan un valor menor o igual a 5 μVRMS. Bajo estos requerimientos, los lineamientos para la primera etapa del amplificador están basados en un par diferencial complementario. Asimismo, el estudio está orientado a emplearse mediante la tecnología TSMC 180 nm.
Estudio de la segmentación semántica para la navegación autónoma de un vehículo que circula en las calles de la provincia de Huamanga
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-02) Pasapera Huamán, Lui Gustavo; Flores Espinoza, Donato Andrés
La detección de objetos y geolocalización son puntos clave en los sistemas de visión por computadora y su aplicación para la conducción autónoma. Le permite a la computadora el análisis de entorno en la medida que detecta objetos que podrían obstaculizar una determinada ruta, trayectorias a través del reconocimiento de carriles y mayor exactitud para la geolocalización a través de la detección de objetos relevantes en un determinado entorno. Una de las herramientas para la visión por computadora es la implementación de las redes de aprendizaje profundo. En los últimos años han tenido mayor acogida por su capacidad en el poco esfuerzo en cuanto a su clasificación manual o métodos clásicos. Si bien es cierto que necesita millones de imágenes para obtener un resultado aceptable, esto se ha ido mejorando a través de la transferencia de aprendizaje ya que reduce los millones de imágenes a miles. Estos miles de imágenes se consideran como los datos locales las cuales se analizan, clasifican y re-entrenan con una arquitectura de red pre-entrada. El presente trabajo de investigación se basa en el estudio del uso de los aprendizajes adquiridos por cada red de aprendizaje profundo tales como Resnet-18, Resnet-50, Mobilenetv2 y Xception con el fin de aprovechar su acceso e implementación en estructuras de segmentación semántica basadas en redes convolucionales tales como Segnet y Deeplab.
Estudio de estimadores de velocidad de onda de corte: Aplicación para caracterización muscular
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-03) León Carazas, Valeria Lucía; Castañeda Aphan, Benjamín; Romero Gutiérrez, Stefano Enrique
El desorden muscular se origina debido a problemas neurológicos (e.g Parkinson) o patologías físicas (e.g. distensión muscular); sin embargo, los diagnósticos clínicos actuales no brindan información protocolar y cuantitativa que permitan monitorear la enfermedad. La elastografía es una técnica no invasiva con enfoque cuantitativo que complementa el diagnóstico clínico. Específicamente, Crawling Waves Sonoelastography es una técnica basada en la estimación de ondas de corte (SWS, por sus siglas en inglés) por propagación mecánica la cual ha logrado resultados prometedores para la caracterización de tejidos; no obstante, los estimadores utilizados para el cálculo de la SWS (i.e. Phase Derivative, Autocorrelación-Hoyt) han reportado limitaciones relevantes como la sobre estimación en los bordes o la presencia de artefactos distribuidos en el mapa de elasticidad. Esto ha sido disminuido en gran medida por el estimador Regularized Wavelength Average Velocity Estimator (R-WAVE); sin embargo, no ha sido implementado y probado para una propagación desde la normal a la superficie del objeto de estudio. En este trabajo de investigación se presenta un análisis de dos estimadores de velocidad de onda de corte: Phase Derivative (PD) [1] y Regularized Wavelength Average Velocity Estimator (R-WAVE) [2] para una propagación normal del patrón de interferencias generado por dos fuentes de vibración. Finalmente, este documento concluye en un modelo de solución el cual contempla la realización de simulaciones de entornos homogéneos y heterogéneos (multicapa y con inclusión), la aplicación de los dos estimadores de velocidad de onda de corte en las simulaciones y en data adquirida de maniquíes experimentales y finalmente el estudio del desempeño del coeficiente de regularización del estimador R-WAVE.
Estudio del diseño e implementación de un sistema de pruebas para desinfección de equipos de protección personal N95 mediante radiación ultravioleta
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-03) Calderon Avellaneda, Valeria del Rosario; Flores Espinoza, Donato Andrés
Ante el brote de enfermedades respiratorias, las mascarillas N95 se convierten en un requerimiento indispensable para la atención médica. En el 2020, la declaración de una pandemia provocada por la COVID-19 generó el desabastecimiento de equipos de protección personal para el personal de salud, entre ellos los respiradores desechables con filtro. Ante esta problemática, el Centro de Control y Prevención de Enfermedades (CDC) de Estados Unidos sugiere el uso de la radiación ultravioleta (UV) para inactivar los virus sobre las mascarillas N95. Siguiendo esta recomendación, el presente trabajo de investigación estudia el uso de la radiación UV como germicida y los desarrollos previos que utilizaron este método. De esta manera se busca conocer los requerimientos para el desarrollo de un sistema de pruebas que permita conocer la dosis UV efectiva para inactivar el virus de la COVID 19, la distancia hacia la superficie a descontaminar y el tiempo de exposición necesario.
Estudio de parámetros estadísticos para la detección de campos reverberantes uniformes en la formación de imágenes de elastografía
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-10) Miranda Zárate, Edmundo Arom; Romero Gutiérrez, Stefano Enrique; Castañeda Aphan, Benjamín
La elastografía abarca un grupo de técnicas no invasivas para la caracterización de tejidos como complemento al diagnóstico médico de diversas patologías. Una de estas técnicas es la Elastografía por Campo Reverberante (R-SWE, por sus siglas en inglés) que genera un campo reverberante acústico en el tejido de interés mediante múltiples fuentes de vibración, asumiendo una distribución isotrópica de ondas planas para facilitar el cálculo de la velocidad de onda de corte (SWS), la cual es proporcional a la elasticidad del medio. Su factibilidad ha sido validada para la caracterización de mamas, hígado, riñones, musculo y pie; sin embargo, el cálculo de la SWS ha sido comprobado mientras se verifique la uniformidad del campo. El modelo actual se basa en la umbralización del coeficiente de determinación R2 producto del ajuste de curva a la autocorrelación de la velocidad de partículas, no obstante, este es insuficiente como determinador y no analiza propiamente el concepto de uniformidad. En el presente trabajo, se presenta el estudio del fenómeno de uniformidad en un campo reverberante, mediante la extracción y análisis de estimadores estadísticos usados en campos reverberantes de ondas electromagnéticas con sus equivalencias en ondas mecánicas acústicas. Se propone un modelo identificación de campos reverberantes uniformes para la asistencia de la R-SWE, basado en clasificadores automáticos (Regresión Logística, LDA y SVM).
Estudio de control de posición de un dron DJI Tello con los movimientos y gestos de la mano
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-11) Padilla De la Cruz, Lino Walter; Saito Villanueva, Carlos
La evolución tecnológica de los robots ha ido creciendo constantemente durante los últimos años no solo en industrias de producción sino también en la vida social de las personas. Los denominados robots sociales o robots autónomos están ocupando más tareas en la vida diaria de las personas con el pasar de los años. Estos robots están siendo diseñados para servirnos y así tener un estilo de vida más sencillo. Por otro lado, los robots voladores (drones) han sido utilizados con más frecuencia en distintas áreas como la topografía, control fiscal, entre otros. Sin embargo, recientes aplicaciones se están orientando a un uso cotidiano de los drones. Este objetivo se logrará buscando formas de interacción más fluida con los robots, con el menor uso de dispositivos adicionales. Actualmente los drones son controlados usando un control remoto o joystick lo cual resulta adecuado cuando este se encuentra a una distancia superior a los dos metros. Sin embargo, cuando el dron se encuentra a una distancia menor a los dos metros de las personas se vuelve cada vez más redundante el uso de un joystick para controlar su posición. Diversos estudios demuestran que las personas se muestran más cómodas y seguras controlando al dron utilizando los movimientos y gestos de una mano cuando estos se encuentran cerca. El presente trabajo de investigación hace una revisión de la literatura basada en el procesamiento de imágenes para reconocimiento de objetos (una mano) y los distintos desarrollos o aplicaciones implementados en drones sociales. La combinación de estas investigaciones busca generar una nueva capacidad de interacción que permita controlar a los drones utilizando los movimientos y gestos de una mano.
Estudio para el diseño de un sistema de control de una bicicleta eléctrica tipo pedelec de alta eficiencia en zonas de altura
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-12) Alarcón Castro, Sebastián Daniel Jesús; Jave Sagastegui, Juan Antonio
Debido a la transformación energética que se está llevando en el mundo para reducir los niveles de contaminación ambiental, en apoyo de distintas naciones. Donde uno de los pilares de esta transformación son vehículos eléctricos; ya que son medios de transportes menos contaminantes que los medios tradicionales. El más resaltante dentro de esta categoría son las bicicletas eléctricas por su alta eficiencia y casi nula contaminación como medio de transporte, por lo que son los vehículos eléctricos con más stock en el mundo. No obstante, debido a condiciones que no se toman en cuenta al momento de su fabricación, estos presentan problemas graves en sus componentes principales para lugares con altos relieves. Lo que hace que su eficiencia se vea reducida. Es por esto que en el presente estudio se hará una revisión sobre el estado de arte de las bicicletas eléctrica, los problemas específicos que trae el aumento de la altura y los conceptos teóricos necesarios para el diseño de un sistema de control óptimo de una bicicleta eléctrica tipo pedelec para zonas de altura, sin que la eficiencia se vea afectada por el aumento de esta.
Estudio de atipia celular utilizando redes neuronales convolucionales: aplicación en tejidos de cáncer de mama
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-15) Yacolca Huamán, Karla Lucía; Jiménez Garay, Gabriel Alexandro; Racoceanu, Daniel
La escala de Nottingham (NGS) se emplea para poder determinar el grado del cáncer de mama, y tiene 3 criterios a considerar: formación tubular, atipia nuclear y conteo de mitosis. A partir de los puntajes parciales de cada criterio se obtiene el grado del cáncer. Para poder asignar cada puntaje, el patólogo analiza, de forma manual, cada una de las muestras de tejido. La patología computacional surge como una alternativa para simplificar la tarea de análisis de tejido, pues integra la tecnología WSI (Whole Side Imaging), la cual permite obtener imágenes de tejido en formato digital, con herramientas de análisis de imágenes. El procesamiento de imágenes se realiza de dos formas: por medio de algoritmos de procesamiento clásico y algoritmos de aprendizaje profundo. Estos últimos emplean redes neuronales, las cuales automatizan el proceso de análisis de imágenes, y permiten generalizar el modelo ante variantes en las imágenes de entrada. En el presente trabajo se muestra el estudio del criterio de atipia nuclear empleando redes neuronales convolucionales, las cuales son un tipo de arquitectura de aprendizaje profundo, aplicado a tejidos de cáncer de mama. Además, se presenta el modelo de solución para poder asignar el puntaje al tejido según el criterio mencionado.
Estudio de técnicas de ultrasonido cuantitativo aplicadas a la detección de inflamación o IFTA en riñones trasplantados
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-17) Acosta Zúñiga, Edgar Roberto; Lavarello Montero, Roberto Janniel
El trasplante renal es el tratamiento de elección para pacientes con enfermedades renales en fase terminal. Por este motivo, el monitoreo de los receptores del trasplante es crucial para poder evitar la posible disfunción del injerto, la cual puede conducir a la pérdida de este. La causa más común de falla en el aloinjerto renal es la nefropatía crónica por aloinjerto, caracterizada por un proceso de fibrosis intersticial y atrofia tubular (IFTA). Por tanto, el presente estudio busca realizar un análisis del coeficiente de retrodispersión promedio (aBSC), así como de los parámetros de ultrasonido cuantitativo (QUS) derivados de este, los cuales son el diámetro de dispersión efectivo (ESD) y la concentración acústica efectiva (EAC). Esto con el objetivo de desarrollar un modelo de solución que permita diagnosticar la presencia de inflamación o IFTA en aloinjertos renales de manera temprana a partir del uso de tres clasificadores estadísticos (regresión logística, SVM y random forest).
Estudio del funcionamiento y diseño de detectores ópticos de partículas para equipos automatizados de pruebas de eficiencia de filtrado
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-17) Ipanaque Pineda, Enzo Fernando; Vilcahuamán Cajacuri, Luis Alberto
La actual pandemia de la Covid-19 ha puesto al Perú, un país que no se encontraba preparado para un evento de esta magnitud, en una posición poco favorable. En el ámbito de salud se ha visto el uso de respiradores faciales como una opción para evitar el contagio masivo. Sin embargo, los medios que se tienen a nivel local para asegurar la calidad de estos insumos son poco eficaces. Es por esto por lo que en la presenta investigación se ha optado por indagar en tecnologías que permitan la rápida clasificación por medio de pruebas de estos equipos de protección. Se investigó acerca de la actualidad de equipos automatizados de pruebas de eficiencia de filtrado y de tecnologías subyacentes de estos equipos y la actualidad de estas. Además, se indagó específicamente el funcionamiento de los detectores de partículas como una de las partes fundamentales de estos sistemas. Es así como se logró identificar los avances tecnológicos en equipos de pruebas de eficiencia de filtrado. Estas innovaciones tienen como objetivo mejorar la precisión de los instrumentos y poder llevarlos a ser utilizados en ensayos que contengan partículas más pequeñas, que pudieran asemejar el tamaño de virus. Otra innovación remarcable es la del uso de equipos para la simulación de la respiración humana y así poder someter al respirador facial a pruebas más cercanas a la realidad. Los resultados de esta investigación lograron recabar la información necesaria para iniciar el diseño de un equipo que permita detectar partículas en el medio. Añadido a esto, se logró identificar las mejores alternativas entre las distintas opciones que se encontraron para el desarrollo de este equipo basándose en la complejidad de estas y en la capacidad que tienen para cumplir el objetivo del equipo.
Estudio comparativo de topologías SC DC-DC y diseño de una topología serie-paralelo para fines de cosecha de energía
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-23) Taboada Falcón, José Miguel; Silva Cárdenas, Carlos Bernardino
El uso de nodos de sensores wireless,en inglés: wireless sensors node (WSN), se ha vuelto popular en los últimos años. Estos dispositivos tienen aplicaciones tanto en salud, estilo de vida de las personas, en recolección de información en las industrias y en el mantenimiento predictivo de las estructuras. Lamentablemente, el uso de estos dispositivos no ha sido masificado debido a que el tiempo de vida y la densidad de potencia de las baterías limitan drásticamente el uso estos. Estas limitaciones pueden ser superadas a través del uso de la cosecha de energía para poder recargar las baterías. La cosecha de energía es una técnica que se basa en la recolección y uso de algún tipo de energía presente en el ambiente. Los cosechadores de energía necesitan de un conversor DC-DC para acondicionar el voltaje de salida del cosechador a un voltaje con el cual el dispositivo wireless funcione correctamente. El tipo de conversores DC-DC usados para esta aplicación son los conversores DC-DC a base de capacitores conmutados (SC DC-DC) ya que poseen una alta densidad de potencia, tienen un alto porcentaje de eficiencia de potencia y son compatibles con la tecnología CMOS.