Ingeniería Electrónica
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Publicación Acceso abierto Acelerador hardware para emular el proceso de la ruta metabólica glucólisis en una célula(Universidad del Valle, 2025) Rincón Perlaza, Joao Andrey; Velasco-Medina, Jaime; GRUPO DE BIONANOELECTRÓNICALa simulación de sistemas biológicos complejos mediante software tradicional enfrenta limitaciones significativas en términos de tiempo de cómputo y consumo energético, debido a la naturaleza secuencial de los procesadores de propósito general (CPU). Este trabajo de grado presenta el diseño, implementación y validación de un acelerador hardware basado en FPGA para emular la dinámica de la ruta metabólica de la glucólisis. Se desarrolló un modelo matemático reducido de cinco reacciones enzimáticas, capturando las características no lineales esenciales como la cinética de saturación de Michaelis Menten y la regulación alostérica de la enzima fosfofructoquinasa (PFK). Este sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias (EDOs) fue discretizado mediante el método de Euler y traducido a una arquitectura de hardware digital utilizando el lenguaje VHDL. Para optimizar el rendimiento en la plataforma Terasic DE2-115 (Cyclone IV E), se diseñó una unidad aritmética de punto fijo de 32 bits (formato Q12.20) que incluye multiplicadores segmentados (pipelined) y un divisor iterativo basado en el algoritmo de Newton Raphson para resolver la complejidad de la inhibición enzimática. La validación funcional se realizó mediante una estrategia cruzada, comparando las trazas obtenidas por el hardware (adquiridas mediante el analizador lógico SignalTap II) con un modelo de referencia de alta precisión en python. Los resultados demuestran que el acelerador reproduce la dinámica biológica con una fidelidad superior al 99.5%, logrando un factor de aceleración (speedup) de aproximadamente 2,500 veces respecto al tiempo biológico real. El diseño ocupó únicamente el 22% de los elementos lógicos y el 13% de los multiplicadores de la FPGA, demostrando una alta escalabilidad para la futura emulación de tejidos celulares masivos en tiempo real.Publicación Acceso abierto Análisis diagnóstico de datos AMI a partir de técnicas de aprendizaje no supervisado sobre series temporales(Universidad del Valle, 2025) Murillo Narváez, Edier Alexis; Alfonso-Morales, Wilfredo; Torres López, Wilmar AlexanderLa gestión energética moderna enfrenta el desafío de optimizar el suministro eléctrico mediante el análisis de datos granulares de consumo, generados por la Infraestructura de Medición Avanzada (AMI). Sin embargo, el gran volumen de información requiere técnicas avanzadas para identificar patrones, gestionar la demanda y detectar anomalías, como el fraude energético. Para abordar este problema, este trabajo propone un modelo basado en técnicas de aprendizaje no supervisado aplicadas a series temporales, combinando algoritmos de clustering (DBSCAN, K-Means y K-Medoids) con la métrica Dynamic Time Warping (DTW) para capturar similitudes en los patrones de consumo. La metodología se implementó en dos etapas: primero, se agruparon los usuarios según la forma de sus curvas de consumo mediante técnicas de clustering no supervisado, y luego se segmentaron por magnitud utilizando Análisis de Componentes Principales (PCA). Los resultados revelaron patrones diferenciados en los cuatro municipios estudiados: destacó la marcada heterogeneidad en Popayán y El Tambo, donde se identificaron múltiples perfiles de consumo contrastantes; la notable homogeneidad en Morales, con patrones de consumo muy similares entre usuarios; y en Santander de Quilichao se observó un comportamiento intermedio, con algunos grupos bien definidos pero también presencia significativa de consumos atípicos.Publicación Acceso abierto Aplicación móvil para detección de fatiga a partir de videos del rostro de una persona, en el espectro visible(Universidad del Valle, 2024) Villota Quintero, Víctor; Nope Rodríguez, Sandra Esperanza; Restrepo Girón, Andrés DavidEste documento presenta el desarrollo de una aplicación móvil capaz de detectar fatiga en las personas y dar una alerta en tiempo real, mediante el uso de técnicas de visión artificial. Inicialmente se hace una recopilación de las señales fisiológicas que se manifiestan en el rostro humano y escogiendo las más relevantes, para ser cuantificadas usando procesamiento de imágenes. Adicionalmente se hace una exploración de algoritmos y métodos que pueden emplearse para detectarlas, teniendo en cuenta las limitaciones de procesamiento que presenta el dispositivo. El estudio también presenta un protocolo de pruebas, realizado a un grupo de 5 personas, que considera variaciones de iluminación, inclinación de cámara y cambios de fondo para determinar las condiciones necesarias para las cuales el aplicativo presenta su mejor funcionamiento. Finalmente, se diseña un método para determinar la presencia de fatiga, realizando una prueba final, en la cual, se simula el estado de fatiga para cada individuo del grupo de prueba, con ayuda de indicadores en la pantalla del dispositivo y verificando así, la precisión del sistema implementado en el móvil.Publicación Acceso abierto Aplicación prototipo para el monitoreo de variables en un contexto urbano(Universidad del Valle, 2017) Villavicencio Castillo, Cristian; Guerrero Moreno, Fabio GermánEste documento presenta la implementación de una aplicación prototipo que permite el monitoreo mediante aplicación Android de los niveles de iluminación, temperatura y monóxido de carbono en dos puntos específicos del campus universitario de Meléndez. Para cumplir este objetivo, se utiliza un sistema embebido para la adquisición de datos a través de sensores y se establece la comunicación con un servidor, para alojar la información en una base de datos MySQL. A través de un servicio web implementado en una aplicación Android, se realiza la lectura constante de la base de datos para presentar la información al usuario por medio de un dispositivo móvil. El trabajo presentado tiene un gran campo de aplicación y puede ser generalizado para otras variables que se deseen monitorear. Además, tiene la ventaja de tener un tamaño reducido y un bajo costo.Publicación Acceso abierto Aplicación prototipo para pruebas de medición de la calidad del servicio de una red móvil basándose en la recomendación ITU-T E.812(Universidad del Valle, 2025) Fajardo Vinasco, Jorge Alejandro; Fabio German Guerrrero Moreno; GRUPO DE INVESTIGACIÓNEl presente trabajo de grado titulado “Aplicación prototipo para pruebas de medición de la calidad del servicio de una red móvil basándose en la Recomendación ITU-T E.812” plantea una solución práctica y accesible para el monitoreo descentralizado de la calidad del servicio (QoS) en redes móviles. Para ello, se propone el desarrollo de una aplicación móvil que aprovecha la estrategia de crowdsourcing recomendada por la ITU-T E.812, la cual permite recopilar datos de manera masiva sin recurrir a dispositivos especializados. Esta recolección se realiza directamente desde los teléfonos móviles de los usuarios dispuestos a ejecutar pruebas que permitan obtener parámetros como velocidad de transmisión, jitter e intensidad de señal. La herramienta facilita la medición en tiempo real y desde diversas ubicaciones geográficas, mejorando así la representatividad y objetividad de los resultados, y superando las limitaciones de los métodos tradicionales. Se espera que este prototipo contribuya a una evaluación más transparente del desempeño de las redes móviles en Colombia, fomentando la participación ciudadana y brindando insumos útiles para la toma de decisiones regulatorias y técnicas.Publicación Acceso abierto Aplicativo móvil para el reconocimiento de medicamentos usando visión artificial para apoyar el proceso de inventarios(Universidad del Valle, 2025) Montaño Cely, Edwar Stiven; Bacca Cortes, Eval Bladimir; Loaiza-Correa, HumbertoEl desarrollo de una aplicación móvil para el reconocimiento de medicamentos surge como una respuesta a la necesidad de mejorar la gestión de inventarios en farmacias aumentando la precisión en la distribución y almacenamiento de medicamentos. El proyecto se enfoca inicialmente en diez medicamentos seleccionados por su alto volumen de ventas y relevancia en el tratamiento de condiciones comunes en Colombia. Para implementar esta solución, se utilizó un modelo YOLO versión 8, adaptado para ejecutarse en TensorFlow lite, lo cual permite su uso en una amplia gama de dispositivos móviles. La recopilación y preparación de datos involucraron procedimientos meticulosos en entornos controlados y comerciales para garantizar la robustez del sistema ante variaciones reales de iluminación y empaque. El sistema de clasificación emplea la arquitectura YOLOv8, destacándose por su precisión y velocidad en la detección y clasificación de objetos, lo cual es esencial para la funcionalidad de la aplicación en tiempo real. Además, se integraron herramientas como PyTorch, Ultralytics, Roboflow y Comet para facilitar el flujo de desarrollo y la gestión de modelos. El entrenamiento del modelo se realizó ajustando cuidadosamente los hiperparámetros para equilibrar precisión y eficiencia computacional, y se exportó el modelo a TensorFlow Lite para asegurar su compatibilidad y rendimiento en dispositivos móviles. El diseño de la aplicación móvil se centró en integrar todas las etapas del flujo MLOps, desde la adquisición de datos hasta el despliegue y monitoreo de modelos. En pruebas, el modelo alcanzó una precisión del 94 % y una sensibilidad de 97.2 % mostrando capacidad robusta para identificar medicamentos. La evaluación de desempeño en plataformas de GPU y CPU arrojó resultados de velocidades de inferencia de 8 y 71 milisegundos por imagen respectivamente. Aunque en CPU la velocidad de inferencia se redujo, la precisión y sensibilidad se mantuvieron, lo que sugiere que el modelo es adaptable y funcional en dispositivos con recursos computacionales limitados, lo que amplía considerablemente su aplicabilidad.Publicación Acceso abierto Aplicativo embebido de alerta de colisión con otros vehículos usando 3 cámaras estéreo(Universidad del Valle, 2025) Atuesta Flor, Franklin David; Bacca Cortes, Eval BladimirLos sistemas avanzados de asistencia al conductor, conocidos por sus siglas en inglés como ADAS (Advanced Driver Assistance Systems). Son tecnologías que pueden emitir alertas al conductor o intervenir directamente en el control del vehículo para evitar posibles accidentes. En países de bajos ingresos, estas herramientas no son de fácil acceso debido a su alto costo y aunque existen módulos adaptables como cámaras frontales o radares, estos no ofrecen lo necesario para alertar eficazmente al conductor sobre posibles colisiones con otros vehículos. Este proyecto se centra en el desarrollo de un aplicativo de alerta de colisión con otros vehículos usando 3 cámaras estéreo. El objetivo principal del aplicativo es generar alertas visuales para el conductor, evaluando el riesgo de colisión con otros vehículos. Para ello, se basa en las distancias relativas, las trayectorias de los vehículos cercanos y la velocidad del propio vehículo, utilizando la información captada por cámaras estéreo. El desarrollo incluye la creación de algoritmos para evaluar colisiones y generar sus respectivas alertas, el uso de redes neuronales para detectar los objetos de interés en las escenas y la integración de las tres cámaras para generar una panorámica de la vista frontal del vehículo. Los resultados de este proyecto demuestran la viabilidad y la efectividad del uso de cámaras estéreo y redes neuronales para generación de alertas, pues logro una precisión del 94,2 % y una exactitud del 86,78%.Publicación Acceso abierto Automatización de una termoformadora industrial.(Universidad del Valle, 2017-09-05) Vizcaíno Wagner, Manuel Alejandro; Barandica López, AsfurDurante décadas, la automatización ha sido pilar del desarrollo industrial de la humanidad, generando empleo y llevando el sistema a niveles de producción nunca antes imaginados. A través de los años, la industria del termoformado se ha caracterizado por su importante influencia sobre el mercado debido a que produce una gran cantidad de productos que son fundamentales para todo ser humano actualmente. En la industria nacional, las termoformadoras son operadas de forma manual por un operario capacitado en el proceso debido al alto costo que acarrea la automatización, esto conlleva a un gran número de problemas como la perdida de eficiencia por el agotamiento físico del operario, riesgo laboral, altos costos de mantenimiento, baja duración entre otros. En este libro se presenta la descripción completa de un proceso de automatización para una termoformadora industrial básica. Para este objetivo es necesario realizar una investigación previa y posteriormente construir una propuesta de automatización que cumpla con las características necesarias. A través del documento se presentara una serie de capítulos con temas detallados sobre el análisis teórico, práctico y funcional de la máquina termoformadora en cuestión. En estos capítulos se aborda la descripción de temas importantes que lograrán consolidad un concepto de automatización. Inicialmente se realiza un marco teórico describiendo el proceso del termoformado detalladamente para crear un contexto de trabajo a partir del cual se puede ilustrar la automatización deseada. Seguido a esto, se presenta una propuesta de automatización tomando en cuenta los principales sub-procesos y herramientas en un ciclo de estas características para finalmente lograr una aproximación a un proceso completo. Luego se realiza la implementación de la propuesta y se validan los resultados obtenidos correspondientes a los parámetros escogidos previamente en su evaluación. Es necesario el análisis completo de todo el libro para poder comprender los pasos requeridos y demás métodos implementados en el proyecto de automatización. Como parte importante del proyecto se encuentra una interfaz gráfica de monitoreo construida especialmente para la máquina con la cual se realizó el proyecto.Publicación Acceso abierto Boost - inverter para una aplicación fotovoltaica aislada(Universidad del Valle, 2017) Montenegro Oviedo, Jhoan Alejandro; Orozco, Martha Lucia; Vasquez Palacios, HernandoEn este trabajo de grado se presenta la implementación de un Inversor diferencial monofásico alimentado por un arreglo fotovoltaico ubicado en la escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad del Valle. En un sistema fotovoltaico convencional se tienen dos etapas, una para la elevación de la tensión producida por el arreglo fotovoltaico y otra para la inversión de la corriente produciendo una señal AC. El uso de dos etapas implica un mayor número de elementos electrónicos, mayores costos e incluso baja eficiencia energética. Con el fin de aumentar la eficiencia del sistema se desarrolla un convertidor denominado "Boost-Inverter", que permite realizar la elevación y la inversión en una sola etapa, al cual se le aplica un seguidor del máximo punto de potencia (Maximum power point tracking: MPPT) de un arreglo fotovoltaicoPublicación Acceso abierto Calibración extrínseca entre cámaras térmica y de espectro visible para inspección termográfica(Universidad del Valle, 2015) Cardona Melo, Sergio David; Ospina Caicedo, Rafael Eduardo; Bacca Cortés, Eval BladimirEl siguiente trabajo presenta la implementación y descripción de una herramienta para inspección termográfica que permite fusionar imágenes de espectro térmico infrarrojo y de espectro visible. El sistema presentado se compone de un patrón de calibración, un sistema de adquisición de imágenes y una aplicación software que permite realizar el procedimiento de calibración, obtener fusión de imágenes, y generar el correspondiente reporte de inspección termográfica. El sistema híbrido de cámaras se compone de una cámara termográfica y una cámara visible, montadas sobre una base fija con la menor distancia entre ellas para aumentar la superposición de campos de visión. Las cámaras pueden ser de diferente fabricante y diferentes características, como campo de visión o resolución espacial. El patrón de calibración se basa en la propuesta de Ursine et al. (2012), y se configura como un tablero de ajedrez de 9 recuadros de ancho por 7 de alto. Los recuadros tienen un tamaño de 8x8 cm cada uno y se encuentran organizados de forma que se intercalan cuadros de cartulina negra con cuadros de cobre de 0.3 mm de espesorPublicación Acceso abierto Caracterización geométrica de cristales de sacarosa mediante técnicas de visión artificial(Universidad del Valle, 2018) Tierradentro Muñoz, John André; Loaiza-Correa, Humberto; Tascón Vidarte, José DavidLa inteligencia artificial es uno de los campos más ampliamente estudiados en la actualidad y empleados en ámbitos laborales como la industria. La visión artificial, siendo una rama de lo anterior, se ha comenzado a emplear en estos campos con el fin de supervisar y controlar diferentes procesos, como es el caso de los ingenios azucareros, en donde se necesita realizar el seguimiento del proceso de cristalización y de ser posible, mejorarlo con el fin de obtener un producto lo más cercano posible a lo deseado. El objetivo de este trabajo fue el desarrollo de una herramienta capaz de determinar, mediante técnicas de visión artificial, las principales características de los cristales de sacarosa que permitan identificar la calidad del producto final. Se encontró que estas características corresponden a la apertura media (MA) y al coeficiente de variación (CV), por lo que la herramienta fue encaminada en la medición de estos parámetros. Se estudiaron las técnicas empleadas para este tipo de análisis, con lo que se estableció un esquema basado en la segmentación de las imágenes junto con un proceso de calibración de cámaras utilizadas en microscopía, que permite obtener las mediciones de los cristales de azúcar. Se utilizó una cámara adaptada a un microscopio y a un estereoscopio, la calibración presentó un error promedio de 140.248 nm y 5.595 μm para cada caso respectivamente. Se desarrolló un sistema clasificador de cristales conglomerados y simples basado en una red neuronal tipo MLP, que obtuvo un 87.63% de éxito en las pruebas realizadas. El algoritmo desarrollado se implementó también en el software ImageJ con el fin de demostrar la flexibilidad y robustez de las técnicas empleadas y la no dependencia de un entorno de programación, al comparar los resultados se obtuvieron diferencias inferiores al 5%. Para la validación de la herramienta se compararon los resultados con los obtenidos con el método primario de medición que es el tamizado, se obtuvieron errores por debajo del 2% para la determinación de la apertura media. En conclusión, el algoritmo para caracterización de cristales de azúcar aquí presentado muestra un gran potencial como método alternativo para la medición, que puede ser usado para la automatización y control de procesos, dando información de apoyo a los laboratorios de cristalografía de los ingenios azucareros de la región.Publicación Acceso abierto Conformación de una plataforma virtual para el mando local y remoto de un brazo robótico de apoyo para la educación en ingeniería [recurso electrónico](2019-09-11) Carvajal Guerrero, Juan Sebastian; Zapata Castillo, Camilo Andrés; Buitrago Molina, José TomásEn este trabajo se presenta el diseño e implementación de una plataforma virtual, que permita la simulación y mando remoto del brazo robot tipo SCARA llamado UV-CERMA presente en el Laboratorio de Robótica de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, el cual ha estado subutilizado desde hace algunos años debido a lo obsoleto del sistema de control. La plataforma está compuesta por dos aplicaciones que permiten la simulación y el control remoto para el Robot, una haciendo uso del programa de National Instruments LabVIEW y otra haciendo uso del lenguaje de código abierto Java, ambas implementan el modelo cinemático, un módulo para la planificación y ejecución de trayectorias, otro módulo para el monitoreo de variables y un modelo 3D del Robot. Las aplicaciones se acoplan al Robot real mediante la tarjeta de adquisición de datos de National Instruments NI USB-6211, y para el mando remoto la plataforma cuenta con una arquitectura cliente/servidor usando sockets TCP/IP.Publicación Acceso abierto Construcción de mosaicos para un sistema de información a usuarios sobre la presencia de zonas libres en parqueaderos usando técnicas de visión artificial.(Universidad del Valle, 2016-05-26) Manzano Mendoza, Juan Pablo; Posso Bautista, Breyner; Nope Rodríguez, Sandra EsperanzaHoy en día existen una gran variedad de técnicas, que hacen uso de tecnologías para realizar captura e interpretación de datos en imágenes digitales, las cuales podrían usarse para brindar información a los usuarios de los parqueaderos sobre espacios libres, dentro de éstos, mejorando la movilidad de los parqueaderos y disminuyendo el tiempo que requiere un conductor en encontrar un espacio libre de parqueo. El objetivo de este proyecto es hacer un aporte en la solución a esta problemática haciendo uso de técnicas de visión artificial. De esta manera, se construye un mosaico a partir de imágenes capturadas por una sola cámara, que posteriormente se interpreta para identificar zonas libres de parqueo que son informadas al conductor.Publicación Acceso abierto Control automático y mando de un sistema electromecánico para producción de anillos en fibra de carbono por hilado(Universidad del Valle, 2018) García Pardo, Nicolás; Pinedo Jaramillo, Carlos RafaelEste documento describe una solución de ingeniería, desarrollada como trabajo de grado, para permitir el funcionamiento controlado de una máquina de hilado de fibras de carbono, ubicada en el Laboratorio de Ensayos Dinámicos y Materiales Fibrorreforzados, perteneciente al programa de Ingeniería Mecánica de la Universidad del Valle. La máquina se usa para construir elementos estructurales, configurados como sólidos de revolución (anillos y tubos), empleando materiales fibrorreforzados basados en fibras de carbono o de vidrio. El sistema electromecánico fue desarrollado por profesores y estudiantes de diferentes áreas, pertenecientes a la Universidad del Valle, y enmarcados en un proyecto de investigación financiado por COLCIENCIAS. El objetivo principal del proyecto fue la construcción de anillos de fijación externa de utilidad en traumatología. Los anillos producidos anteriormente eran muy irregulares y no lograban cumplir con las características mecánicas mínimas, por ello se consideraban fijadores externos no confiables y se descartaban. Para solucionar el problema fue necesario identificar las variables críticas del proceso y su incidencia en el producto terminado, también fue indispensable identificar, ajustar y caracterizar los actuadores del sistema eléctrico de la máquina, con el fin de configurar un sistema de control y mando electrónico que permite obtener anillos fibrorreforzados repetibles, y con ello cumplir con las características mecánicas necesarias para funcionar como fijadores externos, al mismo tiempo se logró desarrollar una interfaz que permite al operario definir los parámetros de fabricación de los anillos.Publicación Acceso abierto Control de elevación para cuadricóptero usando un celular inteligente(Universidad del Valle, 2017) Muñoz Murillo, Pedro Luis; Rosero Garcia, Esteban EmilioEn los últimos años, la creciente expansión de la telefonía móvil, ha hecho que los teléfonos celulares sean parte de la vida diaria de las personas. Adicionalmente, el gran desarrollo que estos equipos de comunicación han tenido en sus características hardware y software, extienden su uso para otras aplicaciones, incluso convirtiéndolos en herramientas de trabajo de gran utilidad en el día a día. Esta característica a hecho que estos equipos de comunicación adquieran el nombre de celulares inteligentes. Este trabajo se direcciona en un problema principal: utilizar las características hardware de procesamiento, sensado y comunicación de los equipos celulares inteligentes, para realizar el control de elevación de un cuadricóptero. Se realiza inicialmente un estudio de las características para adquisición de señales en equipos celulares. Se analizan las dinámicas de vuelo y el modelo del sistema para comprender el comportamiento del cuadricóptero y de las condiciones que deben cumplirse para generar un vuelo. Posteriormente, se realiza la integración del celular con el hardware del cuadricóptero y se diseñan las leyes de control para estabilización de postura y elevación. Por último, la validación de los resultados obtenidos en la elevación en cuanto a sostenimiento de vuelo en una referencia inicial, seguimiento en cambio de referencias y respuesta a disturbios.Publicación Acceso abierto Control del péndulo invertido simple - UV en régimen de pequeña señal.(Universidad del Valle, 2016-01-05) Astudillo Vigoya, Alejandro; Edinson Franco Mejía; Buitrago Molina, José TomásEste documento describe el desarrollo del proyecto de puesta en funcionamiento y control de la planta del Péndulo Invertido Simple (PIS-UV) perteneciente a la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad del Valle. La planta PIS-UV pose´¿a ´unicamente su estructura mecánica y un motor como actuador, del cual se desconocía todas sus características. A lo largo de este documento se presenta el desarrollo de la caracterización eléctrica y mecánica de los elementos existentes inicialmente en la planta, el diseño e implementación de los elementos de sensado y actuación, además del modelado de la planta y el diseño de un controlador lineal por realimentación de estados en conjunto con un observador de estados. El sistema de control diseñado debería mantener el vástago del péndulo en su posición de equilibrio inestable, esto es, sostenido en la zona superior del eje vertical. En el diseño de la estrategia de control se utiliza el método del Regulador Cuadrático Lineal (LQR) y el diseño a partir de la Forma Canónica Controlable. Por otro lado, para el diseño del observador o estimador de estados se utiliza un Observador basado en Filtro Kalman (LQE) y un estimador basado en Derivación Discreta. En este documento se compara el desempeño de la estrategia de control empleando los dos tipos de estimadores de estados mediante simulaciones y realizando la implementación en la planta real. Los diseños y simulación de la estrategia de control y de los estimadores de estados se realizaron utilizando el software matemático Scilab. Esta herramienta gratuita permitió realizar además la implementación de este sistema de control en la planta real PIS-UV utilizando como tarjeta de adquisición de datos una tarjeta Arduino Mega 2560. Se logró poner en funcionamiento la planta del Péndulo Invertido Simple de manera que es posible medir el ángulo del péndulo y la posición del carro y controlar el sentido y velocidad de giro del motor actuador. Por ´ultimo, se identificaron algunas restricciones que condicionaron el éxito de la estrategia de control implementada sobre la planta real.Publicación Acceso abierto Desarrollo de un aplicativo embebido de alerta temprana visual y auditiva de salida de carril(Universidad del Valle, 2025) Davila Herrera, Juan Martin; Bacca Cortes, Eval Bladimir; GRUPO DE INVESTIGACIÓNEn este trabajo se propone el desarrollo de un aplicativo embebido de alerta temprana visual y auditiva ante una salida involuntaria de carril, enfocado en sistemas ADAS integrados. Dando respuesta a la pregunta: ¿Cómo desarrollar un aplicativo embebido que brinde alertas visuales y auditivas ante una salida de carril?, se realizó una revisión teórica de antecedentes académicos sobre técnicas de procesamiento digital de imágenes, métodos de estimación de carriles y algoritmos de segmentación, destacando el uso de la transformada de perspectiva, el filtro Sobel y el espacio de color HSL. A partir de esta base teórica, se diseñó el sistema empleando la metodología RUP, definiendo requerimientos funcionales como la detección continua del carril, la generación automática de alertas y la configuración personalizada por parte del usuario, junto a requerimientos no funcionales como el bajo consumo de recursos y el funcionamiento en tiempo real. El aplicativo fue estructurado en cuatro módulos: configuración, preprocesamiento, procesamiento y alertas, todos implementados sobre una plataforma NVIDIA Jetson Nano, utilizando bibliotecas optimizadas para CUDA y una interfaz desarrollada en Qt5. Se llevaron a cabo pruebas de integración, cuantitativas y de campo. En las pruebas cuantitativas realizadas en entornos reales del Valle del Cauca, se obtuvieron precisiones consistentes en la detección de carriles y en la generación de alertas tempranas, alcanzando valores entre 65% y 75% en la etapa de detección y entre 70% y 80% en la emisión de alertas, dependiendo de las condiciones de la vía. Los mejores resultados se observaron en tramos con buena marcación vial, mientras que en escenarios más exigentes, como curvas o señalización deteriorada, la precisión disminuyó, aunque se mantuvo dentro de márgenes aceptables para una primera implementación embebida. Estos resultados validan la eficacia del sistema en contextos propios de la infraestructura vial colombiana. Finalmente, se discuten limitaciones y se proponen mejoras futuras, resaltando el potencial del aplicativo como solución embebida accesible para aumentar la seguridad vial en vehículos que no cuentan con tecnologías ADAS de fábrica.Publicación Acceso abierto Desarrollo de un brazo robótico virtual con cinco grados de libertad manipulado desde un dispositivo móvil(Universidad del Valle, 2019) Burbano Solarte, Manuel Alejandro; Buitrago, José TomasEste documento presenta un brazo robótico industrial de 5 grados de libertad, implementado en el software de diseño mecánico SOLIDWORKS y virtualizado a través de su exportación al lenguaje VRML. La manipulación de sus articulaciones se realiza mediante comunicación serial con tecnología BLUETOOTH, que conecta con una aplicación móvil bajo una estructura de cliente-servidor. La aplicación móvil se desarrolla en el IDE Android Studio. La interfaz gráfica, construida en XML, compone los controles de las articulaciones en barras deslizantes. El código principal, en lenguaje JAVA, hace uso de las funciones de alto nivel de Android para implementar la comunicación BLUETOOTH y gestionar el uso de hilos de procesos. La integración de sistemas se realiza en el entorno de la herramienta matemática SIMULINK de MATLAB, apoyada en el INSTRUMENT CONTROL TOOLBOX, el SIMULINK 3D ANIMATION, y la librería ROBOTICS de Peter Corke, utilizada para el cálculo de la cinemática directa del robot.Publicación Acceso abierto Desarrollo de un dispositivo para emular las vibraciones en la mano de personas con la enfermedad de Parkinson(Universidad del Valle, 2025) Ramos Toro, Diego Andersson; garcia melo, jose isidroLa enfermedad de Parkinson (EP) es uno de los trastornos neurológicos de mayor frecuencia en adultos mayores, la cual es caracterizada por temblores en reposo, rigidez muscular y alteraciones del movimiento voluntario. Estas alteraciones afectan la autonomía del paciente en actividades cotidianas, como la alimentación, escritura o higiene personal. Motivado en aportar al desarrollo de soluciones a esta problemática, el presente trabajo de grado propone el desarrollo de ParkiMotion: un prototipo funcional de plataforma experimental diseñado para emular los temblores en la mano de personas afectadas por EP, con el objetivo de facilitar el desarrollo de tecnologías asistivas y sistemas de compensación. Para esto se planteó una metodología que integra teoría y herramientas que permitieron definir una arquitectura del sistema que se basa en una estructura tipo gimbal de dos grados de libertad, la cual permite la generación de vibraciones controladas mediante el accionamiento de motores paso a paso. Por su parte, el sistema de control se realiza a través de un microcontrolador ESP32 programado bajo FreeRTOS, que ejecuta tareas concurrentes para el control de los actuadores, lectura de sensores inerciales (MPU6050) y comunicación serial. Adicionalmente, la plataforma incorpora una interfaz gráfica desarrollada en Dash (Python), desde la cual el usuario puede seleccionar la etapa de temblor a emular (leve, moderada o severa), visualizar señales en tiempo real y exportar los datos adquiridos para su análisis. Para validar las propuestas tecnológicas planteadas se desarrolló una validación experimental, estableciendo un protocolo estructurado en tres escenarios clínicos, correspondientes a frecuencias de 3, 5 y 7 Hz. Se realizó un registro de la información por escenario que permitió analizar diferentes parámetros, tales como: frecuencia, amplitud pico y desplazamiento. El procesamiento de los datos incluyó técnicas de análisis espectral (FFT), filtrado digital y análisis estadístico. Los resultados demostraron que ParkiMotion tiene la capacidad de producir vibraciones con un error medio menor a ±0.3 Hz, amplitudes coherentes con el perfil clínico simulado y desplazamientos acordes al comportamiento físico esperado para cada tipo de paciente. De esta forma, ParkiMotion se constituye como una herramienta experimental de bajo costo, configurable y robusta, con potencial de aplicación tanto en investigación biomédica como en el desarrollo de tecnologías de asistencia para pacientes con Parkinson. Por otra parte, su arquitectura modular permite futuras extensiones para incorporar control adaptativo, aprendizaje automático o integración con dispositivos de estimulación neuromuscular.Publicación Acceso abierto Desarrollo de un laboratorio remoto para la tele-operación de kits lego mindstorm ev3(Universidad del Valle, 2025) Mercado Rios, Christian Camilo; Bacca Cortes, Eval BladimirDurante la pandemia de COVID-19, la educación mundial enfrentó importantes desafíos debido al cierre de instituciones educativas, especialmente en áreas prácticas como la robótica. La imposibilidad de acceder físicamente a equipos utilizados durante las prácticas impulsó el uso de entornos virtuales y herramientas de simulación. Sin embargo, estas soluciones no replican completamente la experiencia interactiva y práctica de un entorno físico. Ante este contexto, el uso del sistema operativo para robots ROS (Robot Operating System) ha ganado protagonismo en la enseñanza de la robótica, gracias a sus capacidades para simplificar el desarrollo, facilitar la simulación y habilitar el control remoto de plataformas robóticas. Su integración en múltiples laboratorios remotos demuestra su valor educativo actual. En este marco, el presente proyecto tuvo como objetivo principal el desarrollo de un laboratorio remoto para la teleoperación de kits LEGO MINDSTORM EV3, aprovechando que la Escuela de Ingeniería Electrónica de la Universidad del Valle dispone de cinco de estos kits. Este proyecto es desarrollado usando el sistema operativo para robots ROS y tecnologías web. A partir del análisis de antecedentes locales e internacionales, se identificaron requerimientos funcionales y no funcionales necesarios para su diseño. La arquitectura del laboratorio se basa en un PC principal con Ubuntu 16.04, que ejecuta el servidor web (desarrollado en Node.js con el framework Express), la base de datos y el entorno ROS. El usuario accede al laboratorio a través de un navegador web, desde donde puede interactuar con el robot en tiempo real. Las acciones realizadas en la interfaz son procesadas por el servidor, que utiliza rosbridge para traducir y enviar los comandos correspondientes al EV3 mediante una conexión Wi-Fi. El laboratorio permite la configuración de sensores y motores, reserva de sesiones por bloques horarios, pruebas de sensores, recolección y descarga de datos, control teleoperado mediante teclado, ejecución de ejercicios guiados y programación visual basada en bloques. Para validar el funcionamiento, se realizó una fase de pruebas dividida en dos etapas: primero, pruebas internas realizadas por el autor; y segundo, pruebas con estudiantes mediante una encuesta tipo Likert. Los resultados indicaron una alta aceptación: en 16 de las 19 preguntas, el 100% de los encuestados se mostró totalmente de acuerdo con la funcionalidad y usabilidad del sistema.