Examinando por Materia "Modelos computacionales"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Caracterización de ruido y vibraciones de un Chiller
    (Universidad del Valle, 2018) Ramírez Villegas, James Iván; Ealo Cuello, Joao Luis; Quiceno Buitrago, Fernando Augusto
    Se ha realizado un estudio del ruido acústico al interior del laboratorio de ensayos dinámicos y materiales fibro-reforzados de la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad del Valle, que incluye el estudio de una de las fuentes principales de esta emisión acústica conocida como chiller, cuyo modelo es SIC-5A-P. Este es el encargado de refrigerar el aceite hidráulico de la máquina de ensayos dinámicos adyacente. El uso de la refrigeración es imprescindible debido a las altas presiones que se alcanzan en los pistones hidráulicos durante los ensayos con probetas. Las mediciones de presión acústica para la predicción del campo acústico fueron realizadas con micrófono y sonómetro tipo 2 para aplicaciones generales siguiendo los lineamientos de la norma NTC 5793. La comparación de los niveles aceptados por norma dentro del laboratorio se llevó a cabo con la resolución 627 de 2006, del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, artículo 9, donde se establecen los estándares máximos permisibles de niveles de emisión de ruido en dB(A). Los resultados indican que se supera este nivel durante el día aproximadamente por 10 dB(A) cuando la máquina de ensayos en el laboratorio está en funcionamiento. Con la intención de evaluar el ruido encaminado a su reducción, se tomaron datos de vibración estructural, justo sobre la carcasa del chiller durante su funcionamiento, para calcular su potencia a 125 Hz, además se analizó la repuesta en frecuencia de dos de sus caras, inclusive se realizaron mediciones acústicas al interior del laboratorio. Los análisis de las señales adquiridas de velocidad de vibración muestran concentraciones de energía a 48.8 Hz, 61 Hz y 122.1 Hz aproximadamente, que corresponden a las frecuencias de vibración de los componentes internos del chiller: compresor, bomba y 5° armónico del ventilador respectivamente.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Characterizing viruses mimicry mechanisms with protein-protein interactions and short linear motifs
    (Universidad del Valle, 2016) Becerra Sandoval, Andrés; Moreno Tovar, Pedro Antonio; Buchelli Guerrero, Victor A.
    Los virus son parásitos intracelulares obligados que predominan en todos los dominios de la vida. Las infecciones virales causan enfermedades y muertes a seres humanos y a organismos que sirven de alimento como plantas y ganado. Los cortos genomas virales codifican mecanismos de subversión de las células hospederas. Estos mecanismos están basados en interacciones proteína-proteína entre virus y hospedero. La disminución de los costos de la secuenciación de nueva generación ha impulsado un crecimiento exponencial del número de genomas virales en las bases de datos bioinformáticas. En contraste, el costo de las técnicas experimentales para la determinación de interacciones proteína-proteína entre virus y hospedero no está descendiendo a la misma velocidad. Aunque el número de interacciones proteína-proteína entre virus y hospedero ha crecido en las bases de datos, todavía es bajo para analizar los mecanismos de subversión viral con enfoques de biología de sistemas. Hay una necesidad de métodos computacionales de predicción de interacciones proteína-proteína entre virus y hospedero. Sin embargo, el número de estructuras 3D de proteínas virales y de hospederos es muy pequeño para realizar la predicción con métodos estructurales. La predicción de interacciones proteína-proteína entre virus y hospedero ha sido realizada principalmente con clasificadores basados en aprendizaje automático. No obstante, los clasificadores desarrollados no revelan en alto nivel por qué se infirieron las interacciones y son sensitivos a la calidad del conjunto de datos de aprendizaje. Para interacciones proteína-proteína entre virus y hospedero todavía no hay un conjunto de datos de validación de alta calidad. Esta tesis trata sobre la predicción de interacciones proteína-proteína entre virus y hospedero mediadas por motivos lineales cortos. Estas interacciones predominan más que las interacciones dominio-dominio entre virus y hospedero; además son usadas por varios virus. La inferencia de este tipo de interacciones se sustenta en hipótesis biológicas como la conservación de los motivos y su localización en regiones proteínicas desordenadas. El resultado de ésta tesis es un método y una plataforma computacional para predecir interacciones proteína-proteína entre virus y hospederos mediadas por motivos lineales. Las interacciones candidatas obtenidas son usadas para estudiar un subsistema particular humano, las proteínas que hacen síntesis de proteínas. Sin embargo, los métodos desarrollados pueden ser usados con cualquier otro subsistema como el interferon y el de apoptosis.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Detección temprana de fallas en redes de energía eléctrica a partir de variables meteorológicas
    (Universidad del Valle, 2025) Ruiz Ruiz, Sebastián; Alfonso-Morales, Wilfredo
    En este trabajo de grado se exploran e implementan modelos de inteligencia artificial, específicamente técnicas de Deep Learning, con el propósito de desarrollar un sistema de detección temprana de fallas en redes eléctricas, con resolución horaria, utilizando variables meteorológicas en el noroeste de Inglaterra. Se plantea una metodología para el desarrollo e implementación de un modelo para la detección fallas basado en clasificadores con variables exógenas. Inicialmente, se realizó una revisión bibliográfica de técnicas y modelos relevantes, a partir de la cual se definió la arquitectura del modelo y el tratamiento de los datos. Este último incluyó la recopilación de variables meteorológicas horarias asociadas a fallas, el preprocesamiento de datos y la visualización de correlaciones entre variables. Se definió una arquitectura basada en redes LSTM para procesar las series temporales y detectar fallas ocasionadas por eventos meteorológicos con una resolución temporal en horas. Con el fin de evaluar su desempeño en la predicción anticipada, se estableció un esquema de etiquetado que desplaza las etiquetas de falla una y dos horas antes del evento real, generando así tres escenarios de clasificación: t = 0 (momento de la falla), t − 1 (una hora antes) y t − 2 (dos horas antes). La base de datos se dividió en conjuntos de entrenamiento, validación y prueba. Asimismo, se utilizó la herramienta WandB para la optimización de hiperparámetros y el seguimiento del rendimiento de los modelos. Los resultados mostraron un desempeño consistente: para t = 0, se obtuvo una exactitud de 0.8338, F1-score de 0.8342, precisión de 0.8357 y Recall de 0.8327; para t = −1, una exactitud de 0.8320, F1-score de 0.8377, precisión de 0.8132 y Recall de 0.8638; y para t = −2, una exactitud de 0.8261, F1-score de 0.8343, precisión de 0.7996 y Recall de 0.8721. Para contextualizar el desempeño del modelo propuesto, se compararon sus resultados con los reportados en [1], aplicado en un contexto similar y que alcanzó valores de 0.929, 0.865, 0.843 y 0.889 respectivamente. Los resultados obtenidos en este trabajo reflejan las particularidades del modelo propuesto. Estas particularidades incluyen un enfoque centrado en la detección anticipada de fallas hasta dos horas antes del evento real, el uso de un esquema de etiquetado desplazado y una configuración que prioriza la sensibilidad del modelo, aun a costa de una mayor tasa de falsos positivos.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Hardware implementation of non-bonded forces in molecular dynamics simulations
    (Universidad del Valle, 2011) Caicedo Beltrán, Álvaro José; Velasco Medina, Jaime; Espinosa Durán, John Michael
    Molecular Dynamics is a computational method based on classical mechanics to describe the behavior of a molecular system. This method is used in biomolecular simulations, which are intended to contribute to the study and advance of nanotechnology, medicine, chemistry and biology. Software implementations of Molecular Dynamics simulations can spend most of time computing the non-bonded interactions. This work presents the design and implementation of an FPGA-based coprocessor that accelerates MD simulations by computing in parallel the non-bonded interactions, specifically, the van der Waals and the electrostatic interactions. These interactions are modeled as the Lennard-Jones 6-12 potential and the direct-space Ewald summation, respectively. In addition, this work introduces a novel variable transformation of the potential energy functions, and a novel interpolation method with pseudo-floating-point representation to compute the short-range forces. Also, it uses a combination of fixed-point and floating-point arithmetic to obtain the best of both representations. The FPGA coprocessor is a memory-mapped system connected to a host by PCI Express, and is provided with interruption capabilities to improve parallelization. Its main block is based on a single functional pipeline, and is connected via Avalon Bus to other peripherals such as the PCIe Hard-IP and the SG-DMA. It is implemented on an Altera¿s EP2AGX125EF35C4 device, can process 16k particles, and is configured to store up to 16 different types of particles. Simulations in a custom C-application for MD that only computes non-bonded forces become up to 12.5x faster using the FPGA coprocessor when considering 12500 atoms.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Pronóstico del índice estandarizado de precipitación (SPI) en la región de Nariño utilizando técnicas de inteligencia artificial
    (Universidad del Valle, 2023) Fernández Álvarez, Cristhian Eduardo; Alfonso-Morales, Wilfredo; Canchala Nastar, Teresita del Rocio
    En este trabajo de investigación se presenta un modelo computacional para el pronóstico del ́índice estandarizado de precipitación (SPI) en el departamento de Nariño. El modelo está conformado por las siguientes etapas: fuente de datos, metodología, modelo y finalmente el pronóstico del SPI. Para la etapa fuente de datos, se utilizó la base de datos satelital CHIRPS (Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station data) y variables macro climáticas, de CHIRPS se extrajeron datos de precipitación mensual. Posteriormente en la etapa de metodología, se calculó el SPI para diferentes escalas temporales (1, 3, 6 y 12 meses); luego, se realizó una reducción de dimensionalidad empleando el método de análisis de componentes principales no lineales (ACPNL) en conjunto con un análisis de cluster, con la finalidad de encontrar regiones espaciales donde los datos SPI presentaran un comportamiento similar; determinando las regiones SPI similares, se realizó un análisis de correlación entre las regiones y los ́índices macro climáticos. Los ́índices que reportaron correlaciones altas fueron seleccionadas como variables predictoras del modelo de pronóstico, el modelo general, es la unión de cuatro modelos NNARMAX creados a partir de las regiones identificadas y la arquitectura ACPNL que dan como resultado el SPI pronosticado. El modelo general de pronóstico resulto en un modelo robusto con una ventana temporal de pronóstico de 6 meses, errores relativamente bajos de 0.13 (0.37) en el ECM, 0.85 (0.79) en el CPP y de 0.85 (0.78) en BICOR para la región Este (Oeste). El pronóstico del SPI permite evaluar la sequía meteorológica, como punto de partida en la implementación de estrategias de adaptación y mitigación a la variabilidad climática. La reducción de la vulnerabilidad a la sequía mediante la generación de nuevo conocimiento y construcción de herramientas interdisciplinarias se constituye como el principal aporte de esta investigación a la región.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Traductor de símbolos de alfabeto del lenguaje de signos colombiano al lenguaje escrito
    (Universidad del Valle, 2016) Monsalve Pineda, Kelly Vanessa; Polo Álvarez, Julián Enrique; Aponte Vargas, Albeiro
    El presente trabajo de grado consiste en el reconocimiento de las señas estáticas del abecedario del Lenguaje de Señas colombiano (LSC) con el fin de promover la inclusión social de las personas con diversidad funcional en el habla por medio de la tecnología. El proyecto se desarrolló bajo la metodología de Proceso Unificado Ágil (AUP), adoptando una arquitectura Modelo Vista Controlador (MVC) y un paradigma de programación orientado a objetos en la codificación. En su implementación se utilizan técnicas de procesamiento digital de imágenes para la segmentación, el mejoramiento de la imagen y proyección de contornos para la extracción de características. La clasificación de la seña se realiza por medio del algoritmo Dynamic Time Warping (DTW). Como resultado, el sistema logro reconocer en promedio el 79% de las señas estáticas con una desviación estándar del 6%.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Valoración del efecto biomecánico en el ligamento periodontal durante la expansión en el arco maxilar, del canino al molar, usando alineadores termoformados con aditamentos biomecánicos complementarios mediante métodos computacionales
    (Universidad del Valle, 2018) Aristizabal Mulett, Juan Sebastian; García Melo, José Isidro; Peña Bustos, Fabio Marcelo
    En este documento se presenta la valoración del efecto biomecánico en los ligamentos periodontales al realizar la expansión en el arco maxilar, del canino al molar, por medio de los alineadores termo-formados, con diferentes configuraciones de aditamentos biomecánicos complementarios usando métodos computacionales. Diseño/metodología/aproximación: Para llevar a cabo este cometido se identificó mediante una búsqueda bibliográfica las propiedades físicas y mecánicas de los elementos a ser usados, se realizó un modelado CAD de los diferentes dientes involucrados; posterior a esto se realizó un modelado FEM y se contrastaron estos resultados con un estudio clínico y referencias bibliográficas y se obtuvieron los resultados. Resultados: Se identificó el efecto del uso de los aditamentos biomecánicos complementarios en ligamento periodontal y como estos afectan en mayor o menor medidita el movimiento dental y los esfuerzos generados en el ligamento periodontal. Limitaciones/implicaciones del estudio: La validación de este trabajo se realizó por medio de estudios clínicos en realizados en Australia y en Brasil, con personas con distintas características antropométricas a las de este trabajo y con mamíferos, respectivamente. Esto debido a que hasta la fecha no se encontraron estudios que investigasen la expansión del arco maxilar utilizando placas termo-formadas en Latinoamérica. Implicaciones prácticas: Este estudio proporcionará información relevante a los profesionales de la salud en cuanto al uso de placas termo-formadas y el uso de aditamentos biomecánicos complementarios. Originalidad/valor: El aporte de este trabajo fue la caracterización del efecto biomecánico en el ligamento periodontal del uso de aditamentos biomecánicos complementarios en la expansión del arco maxilar por medo de placas termo-formadas.