Algoritmos genéticos aplicados al planeamiento de trayectorias de robots móviles. Modelado y simulación.

González, Fabio Alfonso | 2011-10-13

Este artículo propone la aplicación de los algoritmos genéticos como solución al problema del planeamiento de movimiento de robots móviles en un ambiente bidimensional sin incertidumbres sobre un modelo de robot móvil de tres ruedas con características que lo clasifican como un sistema no holonómico. Se demuestra la efectividad de la aplicación de una de las técnicas de la inteligencia artificial mas populares, en la solución de problemas propios de la robótica. Se evaluó el desempeño y validez de una herramienta computacional implementada y los modelos propuestos.

Análisis comparativo de dos sistemas expertos para el apoyo diagn óstico veterinario en los caninos (ACODSEVEC)

Triana Madrid, Joshua David | 2016

ACODSEVEC está enfocado en dar un apoyo médico veterinario en el diagnóstico de algunas enfermedades en los caninos que se encuentran en las fundaciones, ya que estos no cuentan con un servicio oportuno de un especialista y ponen en riesgo la integridad y calidad de vida de los caninos. Por lo tanto, se dió solución a este problema por medio de un estudio, diseño, desarrollo, implementación, comparación y evaluación de dos sistemas expertos que se basan en estrategias de inteligencia artificial para buscar la solución más acertada en cuanto al diagnóstico de enfermedades de los caninos. Con respecto a lo anterior, se estudiaron las técnicas de Inteligencia Artificial Redes Neuronales Artificiales Backpropagation y Algoritmo de Clasificación de Documentos, se recolectaron y procesaron la información necesaria para entrenar y probar los algoritmos. Esta información está conformada por 463 historias clínicas sobre caninos, se determinaron 11 enfermedades y 122 a 140 síntomas. Se realizó 27000 pruebas para el algoritmo backpropagation y 100 para el algoritmo de Clasificación de Documentos, de las cuales se obtuvieron resultados en cuanto al porcentaje de aciertos superando el 70% de aciertos. Además, los resultados en tiempo de entrenamiento de los algoritmos tuvo un promedio, en el mejor de los casos, para la Backpropagation de 22.1 segundos y el algoritmo de Clasificación de Documentos de 0.128 segundos. Por lo anterior, se determinó que el algoritmo que mejor da resultado de acuerdo a las pruebas, es el algoritmo de Clasificación de Documentos, ya que su tiempo de entrenamiento es muy inferior al de la Backpropagation.

Aplicación de la tecnología de sistemas expertos en sistemas eléctricos de potencia.

Abadía Narváez, José Antonio | 2011-10-13

Este artículo presenta los siguientes puntos: Identificación de usos para Inteligencia Artificial (Sistemas Expertos) en Sistemas Eléctricos de Potencia como una nueva tecnología. - Un resumen de los problemas críticos encontrados hasta el momento en el desarrollo de sistemas expertos en sistemas eléctricos de potencia. Descripción de un prototipo de un diseño preliminar en esta área.

Una aproximación práctica a las redes neuronales artificiales.

Caicedo Bravo, Eduardo Francisco | 2017-08-28

CONTENIDO: Generalidades sobre redes neuronales artificiales -- Redes neuronales perceptron y adaline -- Perceptron multicapa y algoritmo backpropagation -- Red neuronal de Hopfield -- Mapas auto-organizados de Kohonen -- Red neuronal de Base radial (RBF).

Avanza la Robótica en Colombia.

Abadía Narváez, José Antonio | 2011-10-13

Categorización de retinopatía diabética utilizando algoritmos de inteligencia artificial

Delgado Saavedra, Carlos Andrés | 2018

El diagnóstico oportuno de una enfermedad es un proceso crítico, debido a que hay enfermedades de alto riesgo en las cuales un temprano diagnóstico es fundamental para evitar consecuencias irreversibles. Nuestro trabajo se enfoca en diseñar y probar estrategias para la categorización de la retinopatía diabética, a partir de información de imágenes procesadas de fondo de ojo con su respectivo diagnóstico. Esta enfermedad debe ser detectada en una etapa temprana, ya que de lo contrario el paciente presentará pérdida parcial o total de la visión, proceso gradual e irreversible. En diferentes estudios realizados se indica que el diagnóstico de un médico se ve afectado positivamente al estar apoyado de un sistema de decisión, lo que conlleva a una disminución de los exámenes realizados y así disminución de tiempo de espera. Para realizar la categorización de esta enfermedad, se utilizaron datos de imágenes de fondo de ojo procesadas, proporcionados por la base de datos Messidor y el proyecto An ensemble-based system for automatic screening of diabetic retinopathy . Así mismo, se realizó una exhaustiva revisión de literatura sobre algoritmos que se utilizan para el diagnóstico de la enfermedad, encontrando que los más relevantes son: Redes neuronales y Máquinas de Soporte Vectorial. Posteriormente, se llevó a cabo la implementación de tres algoritmos de inteligencia artificial para el diagnóstico de la enfermedad: Redes neuronales entrenadas con Backpropagation, Redes neuronales evolutivas y Máquina de soporte Vectorial. Al realizar un análisis comparativo de estos algoritmos, se encuentra que las redes neuronales entrenadas con Backpropagation son las que presentan mejores resultados en términos de precisión y tiempo de ejecución.

Las ciencias sociales y los dispositivos de la complejidad.

Martinez Diaz, Rodrigo | 2014-02-21

Se presenta una perspectiva de comparación entre los métodos cualitativos y cuantitativos tradicionales de la investigación y las potencialidades del nuevo paradigma del modelamiento y simulación para la investigación en ciencias sociales, sus diferentes métodos y herramientas. Se revisan los criterios de la simulación dinámica, de los autómatas celulares y los agentes y se esbozan las concepciones provenientes de la inteligencia artificial como la vida artificial, las sociedades artificiales y la cultura artificial, que conducen hacia una ciencia social computacional explicativa. El estudio se centra en el Modelamiento y Simulación Basado en Agentes (ABMS), como el dispositivo por excelencia que permite la comprensión y explicación de los fenómenos sociales, su emergencia, evolución y adaptación más que la predicción típica de los demás tipos de simulación. La metodología de los modelos ABMS se posiciona como laboratorio para modificar las condiciones de simulación de los fenómenos reales, y permite construir sociedades artificiales en donde es posible realizar experimentos impedidos por la moral, la ética y/o los costos en la vida real.

Contact map prediction based on cellular automata and protein folding trajectories

Tisher, Irene | 2019

In Structural Bioinformatics, it is necessary to know the protein¿s tertiary structure because its specific shape is central in its interaction with binding molecules. Being experimental tertiary structure determination a highly expensive process, computational protein structure prediction becomes an alternative option aimed toward cost and technical limitations reduction. In the last decade, residue-residue protein contact prediction (PCP) has taken broad consideration. Currently, PCP has become a common subtask of computational structure prediction. Residue-residue interactions can constraint the space of possible protein conformations, improving protein structure determination. Despite the recent improvements in PCP, the high rate of false positive predicted contacts hinders the applicability of existing PCP tools. To reduce the false positive rate in PCP, we developed a novel approach based on celular automata (CAs), which determines residue-residue contacts that are likely to be actual contacts. Our approach exploits the local interactions found in protein contact maps and the iterative refinement provided by CAs. Our CAs were identified using a parallel genetic algorithm which used for training the PSICOV data set (150 proteins). To benchmark our approach, we used the CASP12 data set (Critical Assessment of Techniques for Structure Prediction, year 2016). Our best CA outperformed the ten PCP tools compared in the benchmark. However, a more detailed analysis using non-parametric Friedman¿s statistical test revealed that our tool does not excel the performance of prominent PCP tools such as MetaPSICOV and RaptorX-Contact. Although our CA-based approach for PCP was successful, the precision for long-range contacts (sequence separation > 24 amino acids) was hard to improve. To enrich local interactions, we proposed a multiclass contact map representation that can improve long-range PCP. Our multiclass contact map was obtained using a large-scale comparison of decision trees. The next step to follow is to reformulate our CA-based approach to incorporate multiclass contacts and repeat the overall process to obtain a new PCP tool

Diagnóstico de la Funcionalidad y la Usabilidad de la plataforma "Lingweb".

Reyes Vera, Javier Mauricio | 2018-04-25

Este proyecto plantea realizar un diagnóstico de la plataforma en términos de funcionalidad y usabilidad e implementar algunos ajustes funcionales. Para ello, se realizarán ajustes funcionales al módulo de creación de ejercicios, al panel de revisión y evaluación, al panel de calificación y al sistema de anuncios y establecer la percepción de los usuarios sobre los ajustes realizados; se diseñan y realizan pruebas de aceptación y usabilidad para determinar la eficiencia, la eficacia y la satisfacción de la interacción de los usuarios con la plataforma Lingweb; y se evalúa el sistema de ayudas contextuales de la plataforma en términos de funcionalidad y usabilidad.

Diseño e implementación de un robot móvil modular.

Barandica López, Asfur | 2011-10-13

Este artículo presenta el diseño, especificaciones y potencialidades de un robot móvil modular (Gonzo) realizado como trabajo de grado en el Grupo de Instrumentación y Percepción Inteligente de la Universidad del Valle [5]. Su plataforma la conforman dos microcontroladores, uno encargado de la movilidad y sensado y otro del control total del sistema. Posee sensores de proximidad, intensidad de luz, sonido y una interfaz de comunicación infrarroja [4] de corto alcance; además, cuenta con un software de control y/o configuración según sea el modo de operación en el cual se desee trabajar. Los resultados que se presentan fueron obtenidos basándonos en la programación orientada a comportamientos [1]

La escalera de la Complejidad. Vida artificial II.

García Baños, Ángel de la Encarnación | 2019

Este libro es una mezcla de ensayo e investigación acerca de cómo usar las herramientas presentadas en el libro anterior con el objetivo de crear sistemas de complejidad creciente que nos llevan hacia entes con libertad, inteligencia y consciencia. En particular, hago un desarrollo completamente nuevo sobre este último tema, la consciencia, explicada desde un punto de vista computacional. Quiero resaltar la importancia del tema, por lo que es preciso su divulgación. La consciencia ha sido el último rincón oscuro de la ciencia durante demasiados años, y no ha habido propuestas interesantes para resolverlo hasta ahora. Se explica la complejidad, como se puede definir y medir. Introduce los conceptos de emergencia, cambio de fase, auto organización, si la complejidad puede crecer indefinidamente y si es un fenómeno gradual o no. Como propuesta original, presento un algoritmo evolutivo que sirve para generar complejidad de manera universal. Lo siguiente que aparece en la escalera de la complejidad es la inteligencia, para lo cual no se requiere mucho. Ofrezco una definición de inteligencia basada únicamente en la capacidad de predecir. Se es más inteligente cuanto mejores predicciones se hacen respecto al sucesos futuros y cuando más profundamente en el tiempo se pueda hacer. La inteligencia es entonces un complementario de la libertad (no contrario, sino complementario, pues se ayudan mutuamente a crecer). Sin olvidar los recientes avances en Deep Learning de la Inteligencia Artificial, se presenta una propuesta de los distintos algoritmos que usa la inteligencia. Además se plantea que toda inteligencia es colectiva.

Estrategia de localización cooperativa para sistemas multirobot

Caicedo Bravo, Eduardo Francisco | 2013

La localización cooperativa es ampliamente utilizada debido a que ofrece la oportunidad de que cada robot virtualmente extienda el rango de acción de sus propios sensores hacia áreas del entorno inalcanzables en un instante de tiempo, lugares de los que no se tendría conocimiento si no es por las observaciones compartidas por parte de otros miembros del sistema cooperativo. El hecho de compartir la información permite aprovechar la redundancia que ofrece un sistema cooperativo, para reducir la incertidumbre generada al estimar las posiciones de cada uno de los miembros cooperantes, todo lo anterior, gracias a que se cuenta con un canal de comunicación que permite llevar a cabo todas las comunicaciones inter-robots. Sin embargo, debido a la dependencia de un canal para la comunicación de todos los robots, se debe trabajar con un límite de información para que de esa manera no se sature el ancho de banda del sistema, además, se debe tener en cuenta que la información que se transmite entre robots, tiene un error implícito, indicando que la certeza de la información no está garantizada. Es así como en este documento se propone usar información exteroceptiva, utilizando marcas en el entorno, para que un grupo de robots comparta sus observaciones referentes a las marcas, y de esa manera determinen con una incertidumbre implícita la localización del resto de sus compañeros, aplicando métodos estadísticos para reducir dicha incertidumbre y mejorando la confiabilidad del sistema. El sistema será validado utilizando la herramienta software Player/Stage, simulando escenarios que permitan determinar si la incertidumbre asociada a la localización por detección de marcas puede ser reducida.

Herramienta para el diseño y simulación de sistemas neuro-difusos en matlab NF-Tool.

Caicedo Bravo, Eduardo Francisco | 2012-11-09

Este trabajo de cinco capítulos descritos de la siguiente forma: El primer capítulo (Introducción) se refiere a las razones, estructura y proyeccion del proyecto. El segundo capitulo es una revisión bibliográfica de los sistemas neuro-difusos y una presentación de trabajos relacionados con la temática. El tercer capítulo describe la solución usada para el desarrollo. El cuarto capítulo presenta los resultados y el análisis de algunas pruebas realizadas con la plataforma. El quinto son las conclusiones generales del trabajo y la proyección de la herramienta. La tesis incluye el programa desarrollado para Matlab.

Herramientas para construir mundos. Vida artificial I.

García Baños, Ángel de la Encarnación | 2019

Es un libro de texto sobre temas que explico habitualmente en las asignaturas Vida Artificial y Computación Evolutiva, de la carrera Ingeniería de sistemas; compilado de una manera personal, pues lo oriento a explicar herramientas conocidas de matemáticas y computación que sirven para crear complejidad, y añado experiencias propias y de mis estudiantes. Las herramientas que se explican en el libro son: Realimentación: al conectar las salidas de un sistema para que afecten a sus propias entradas se producen bucles de realimentación que cambian por completo el comportamiento del sistema. Fractales: son objetos matemáticos de muy alta complejidad aparente, pero cuyo algoritmo subyacente es muy simple. Caos: sistemas dinámicos cuyo algoritmo es determinista y perfectamente conocido pero que, a pesar de ello, su comportamiento futuro no se puede predecir. Leyes de potencias: sistemas que producen eventos con una distribución de probabilidad de cola gruesa, donde típicamente un 20% de los eventos contribuyen en un 80% al fenómeno bajo estudio. Estos cuatro conceptos (realimentaciones, fractales, caos y leyes de potencia) están fuertemente asociados entre sí, y son los generadores básicos de complejidad. Algoritmos evolutivos: si un sistema alcanza la complejidad suficiente (usando las herramientas anteriores) para ser capaz de sacar copias de sí mismo, entonces es inevitable que también aparezca la evolución. Teoría de juegos: solo se da una introducción suficiente para entender que la cooperación entre individuos puede emerger incluso cuando las interacciones entre ellos se dan en términos competitivos. Autómatas celulares: cuando hay una población de individuos similares que cooperan entre sí comunicándose localmente, entonces emergen fenómenos a nivel social, que son mucho más complejos todavía, como la capacidad de cómputo universal y la capacidad de autocopia.

Identificación y evasión de obstáculos mediante fusión sensorial para robots móviles

Nope Rodríguez, Sandra Esperanza | 2015

En este documento se presenta la fusión sensorial usando dos sensores: una cámara monocular que entrega imágenes en RGB y un sensor láser que proporciona medidas de distancia en algunos puntos. El resultado de la fusión se usa para que un robot móvil pueda realizar navegación tipo wandering en un ambiente de prueba estructurado. Los algoritmos de navegación en general sólo detectan y evaden los obstáculos. A través de la fusión sensorial se logra mayor robustez que la alcanzada por los sensores individuales para detectar, identificar y evadir obstáculos. Así, obstáculos presentes en el ambiente de prueba como la escalera que no es detectada por el láser (0% de evasión) y el vidrio que la cámara no diferencia en la imagen (0% de evasión), el sistema los detecta, identifica y evade (100% de evasión). El sistema de fusión desarrollado cuenta con módulos interconectados entre sí, que se encargan de recibir las medidas realizadas por el sensor láser y la cámara para extraer características que permiten identificar y etiquetar el obstáculo detectado. La etiqueta es utilizada para elegir la estrategia de evasión más adecuada según las características del objeto.

Implementación de un algoritmo evolutivo para apoyar la detección de riesgos cardiovasculares a partir del análisis de datos clínicos.

Velasco Medina, Jaime | 2020

Implementación de un planificador exacto del movimiento de dos robots.(Matemáticas).

Bañon, José María | 2011-10-13

Se implementa un algoritmo exacto de planificación del movimiento de dos robots circulares e independientes

Implementación de un sistema multiagente para solucionar el problema del agente viajero

Velasco Medina, Jaime | 2012

Dentro del ámbito académico, se debe procurar permanecer siempre a la vanguardia con respecto a los avances tecnológicos y con ellos explorar las diferentes alternativas de uso de las mismas, para abrir así nuevas posibilidades de investigación y desarrollo a las generaciones futuras. Algunas de estas tecnologías corresponden a ramas diferentes del conocimiento como la computación y la electrónica, encontrando así, de un lado los agentes inteligentes como una nueva y prometedora forma de solución a problemas complejos y de otro lado, se tiene los dispositivos de hardware reconfigurable FPGAs (Field Programable Gate Array) que cada día evolucionan e innovan, procurando dar soluciones efectivas a problemas reales y complejos que requieren de gran capacidad de procesamiento en forma paralela. Dadas las características y ventajas de los desarrollos a nivel de hardware, en este trabajo se plantea la implementación de un sistema multiagente (SMA), para solucionar el problema del agente viajero y evaluar por medio de la comparación con una implementación software, la eficiencia del diseño.

Incremento de la continuidad mediante la localización de fallas monofásicas

Barrera Núñez, Víctor A. | 2011-10-13

En este artículo se propone una alternativa de mejoramiento a la continuidad del suministro de energía eléctrica en sistemas de distribución, a partir de la aplicación de una técnica basada en inteligencia artificial y aprendizaje estadístico, para localización de fallas monofásicas. La metodología que se propone requiere una mínima inversión por parte de los operadores de red, ya que sólo es necesaria la medición de las señales de tensión y corriente en la cabecera del circuito principal. La información que utiliza la herramienta para la localización de la falla es la adquirida por los equipos de registro instalados en la cabecera de los circuitos principales, además de la configuración y demás parámetros del sistema de distribución. A partir de la aplicación de la metodología propuesta para la identificación y localización de fallas monofásicas en sistemas de distribución, se esperan resultados como: la reducción de los índices referentes a la duración (T) y número de interrupciones (N) del suministro de energía eléctrica, establecidos por los entes reguladores de energía de cada país.

Librería prototipo para el análisis de multifractalidad y robustez usando técnicas de inteligencia artificial

Bucheli Guerrero, Víctor Andrés | 2018

Las redes complejas permiten observar diferentes sistemas a través de una representación basada en grafos. En la literatura se presentan múltiples métricas que permiten caracterizar estas redes, como lo son la distribución de grado, coe¿ciente de agrupamiento, coe¿ciente de agrupación, etc. Dado que las redes complejas son muy variadas, el estudio de sus estructuras internas permite obtener más información que otras métricas que consideran la red como un todo. Este estudio puede ser realizado a través del análisis de multifractalidad, el cual permite estudiar estructuras que se repiten y que conforman la macro estructura de la red. El análisis multifractal consiste en realizar el cálculo de las dimensiones fractales de una red, las cuales permiten observar cómo cambia su estructura interna a medida que la red es escalada. A partir de este análisis se puede determinar que una red es monofractal o que conserva su estructura interna a medida que se escala, lo que indica que la red tiende a estar compuesta por una sola estructura. Así mismo, se puede determinar que una red es multifractal, lo que indica que una red tiende a estar compuesta por múltiples estructuras. En diferentes trabajos realizados en la literatura se han estudiado mu´ltiples redes a través del análisis multifractal y su relación con las diferentes métricas que consideran la red como un todo. Sin embargo, esto no permite estudiar con mayor detalle las estructuras internas de una red, por lo que la propuesta de este trabajo es relacionarlo con el análisis de robustez para observar cómo comporta la estructura de una red ante perturbaciones. En consecuencia, realizar un estudio sobre la relación entre multifractalidad y robustez busca aportar una herramienta en la caracterización de las redes complejas. Este estudio permite tener una imagen de cómo se comportan las estructuras internas de una red a medida que se pierden nodos y conexiones producto de perturbaciones en su estructura. Varios autores han indicado que las métricas más comunes en la literatura no permiten obtener esta caracterización. Además, se evidencia en la literatura las técnicas de análisis multifractal basadas en cobertura de cajas son estrategias de búsqueda intensiva. lo que las convierte en computacionales intratables. Por esta razón, se proponen heurísticas para técnicas de inteligencia arti¿cial, con el ¿n de optimizar la estrategia de búsqueda y así reducir los tiempos de cómputo. Para cumplir este objetivo, se propone una estrategia basada en la selección de los nodos que serán los centros de las cajas para el cubrimiento. Con esto, se diseñan un algoritmo evolutivo y un algoritmo de recocido simulado. Metodológicamente, para el estudio de la relación entre la multifractalidad y robustez se realizan experimentos utilizando redes generadas libres de escala, de mundo pequeño, aleatorias y redes reportadas en la literatura. Estos experimentos consisten en calcular las dimensiones fractales cada vez que la red pierde un porcentaje de sus nodos producto de una perturbación. Los resultados encontrados permiten observar que las redes de mundo pequeño tienden a ser monofractales o de estructura homogénea, tal como se ha reportado en la literatura. Adicionalmente, esta estructura se conserva a medida que las redes de mundo pequeño son afectadas por ataques, tales cómo la pérdida de nodos. Así mismo, la relación entre las dimensiones fractales y la robustez, indican preliminarmente que la dimensión fractal se reduce a medida que la red pierde nodos. También, las pruebas indican que las estrategias de inteligencia arti¿cial mejoran el tiempo requerido para el análisis multifractal, ya que permiten aplicar una estrategia para la ubicación de las cajas, pues los algoritmos presentes en la literatura seleccionan los centros de las cajas de forma repetitiva, de tal forma se aproxime al cubrimiento óptimo