RSS 1.0Ingeniería Electrónica
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Desarrollo de un sistema de interfaz cerebro-computador orientado al control de posicionamiento y selección del puntero del ordenador(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-12-03)El presente trabajo propone un sistema de interfaz cerebro-computador que permita al usuario manipular el puntero del ordenador, en su direccionamiento, desplazamiento y selección(clic), sin hacer uso de ningún dispositivo mecánico, que exija un uso de las extremidades, superiores o inferiores. El sistema está compuesto por una parte electrónica, con un sensor de adquisición de señales EEG incluyendo un módulo TGAM disponiendo de un conversor Análogo/Digital y un módulo bluetooth para la transmisión de la señal. El algoritmo del sistema se centra en detectar las señales artefacto producidas por dos gestos faciales, la presión mandibular y el levantamiento de cejas, y a su vez, monitorear el accionar de un switch de accionamiento bucal para realizar la selección(clic). Los algoritmos de procesamiento digital de señales implementados, son de fácil elaboración, sin hacer uso de IA, permitiendo ser ejecutados en cualquier lenguaje de programación, que disponga de sentencias condicionales, ciclos repetitivos y almacenamiento de datos con vectores. La interfaz virtual de control del puntero, se basa en un eje direccional que se muestra sobre la pantalla del monitor, similar al eje de un radar en sentido horario, el cual fija la dirección en la que se desea dirigir el puntero. El sistema permite una precisión de posicionamiento de un 70%. En el Perú, hay un 10.4% de la población nacional que presenta algún tipo de discapacidad (Instituto Nacional de Estadística e Informática [INEI], 2017), la cual se beneficiaría en sus posibilidades laborales y de estudio, pudiendo hacer uso de una computadora, con este sistema.Acceso abierto
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Desarrollo de un equipo electrónico orientado a la determinación del grado de marmoleo en cortes de carne de res basado en procesamiento de imágenes y aprendizaje de máquinas(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-11-21)La presente investigación se basa en el equipo desarrollado por los autores denominado: ‘An electronic equipment for marbling meat grade detection based on digital image processing and support vector machine’, el cual determina el grado de marmoleo de acuerdo a la escala americana utilizando un recinto de acero inoxidable 304 con iluminación uniforme. A continuación, se describen brevemente los aspectos más importantes que justifican la investigación realizada y su contribución: Análisis y propósito de la investigación: Esta investigación propone determinar el grado de marmoleo en cortes de carne de res de acuerdo a la escala americana en respuesta a la problemática identificada por los investigadores del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), quienes requieren distinguir la calidad de la carne basándose en un estándar internacional sin depender de la evaluación subjetiva de especialistas. Según otros estudios identificados, se emplean computadores de alta gama, procesamiento en la nube o componentes de elevado costo como cámaras hiperespectrales, aditamentos y software de suscripción. Además, se utilizan algoritmos, que combinan procesamiento de imágenes con machine learning, orientados para pruebas en laboratorio sin considerar la implementación de un equipo portátil, la estandarización de los resultados de grasa intramuscular en la región del ojo de lomo ni la utilización en distintos espacios relacionados al rubro ganadero. Por otro lado, estos estudios emplean la precisión como métrica de desempeño de sus modelos, los cuales oscilan entre 60% y 85% con un valor atípico cercano al 100%, el cual destaca por emplear una cámara hiperespectral. Diseño, metodología y/o aproximación: La solución a la problemática descrita se compone de un recinto portátil de acero inoxidable 304 con una iluminación controlada, capaz de identificar el grado de marmoleo de la región del ojo de lomo en cortes de carne de res de acuerdo con la escala americana e imprimir este resultado para certificar y etiquetar los cortes nacionales en carnicerías y mercados. El recinto cuenta con un computador de placa reducida, el cual, a través de sus periféricos, permiten la adquisición de imágenes en tiempo real. En cuanto al procesamiento, este se realiza localmente utilizando un lenguaje de programación Open-Source (Python) y técnicas de procesamiento de imágenes con un modelo de clasificación SVM, el cual es entrenado con una base de datos de aproximadamente 4900 imágenes adquiridas en el recinto y señalizadas por los especialistas. Así mismo, se utiliza una métrica de precisión cuyo resultado es mayor al 90%, destacando respecto al desempeño del estado del arte. Resultados: Se desarrollan tres modelos de clasificación, los cuales son comparados con la evaluación subjetiva de tres carniceros especialistas. Sin embargo, sólo se consideran como Gold Standard, las muestras cuyo análisis por los especialistas es coincidente. Por lo que, la métrica de validación utilizada es el porcentaje de coincidencia entre el Gold Standard y el resultado de los clasificadores (SVM, kNN, Random Forest), encontrándose un mejor desempeño en el SVM con 88.89% de coincidencia. En cuanto al estado del arte, los estudios que tienen mayor precisión emplean componentes o computadores de elevado costo a diferencia de los que obtuvieron una menor precisión respecto a esta investigación, los cuales no consideran un ambiente con iluminación controlada ni equipos sofisticados. A pesar de que se utiliza una cámara RGB de bajo costo, sus desventajas frente a otros componentes se contrarrestan con la construcción de un recinto cerrado con iluminación controlada que permite separar eficientemente la grasa intramuscular del musculo con una precisión de 95.40%. Principal conclusión: Se reemplaza el método subjetivo de evaluación evitando sesgos en la determinación de la calidad de la carne y, mediante la estandarización de acuerdo con una escala internacional, se obtiene una retroalimentación a los ganaderos para el mejoramiento de los métodos de crianza y alimentación. Respecto al algoritmo propuesto, se logra separar la grasa intramuscular de la carne e identificar el grado de marmoleo satisfactoriamente. En cuanto al estado del arte, el principal aporte técnico es implementar un computador de placa reducida que ejecute, localmente y en tiempo real, el procesamiento de imágenes y la clasificación con una precisión mayor al 90% empleando pocos recursos computacionales. Así mismo, una impresora térmica que permita al usuario imprimir los resultados para uso comercial.Acceso restringido temporalmente
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Desarrollo de un equipo electrónico de control de alcoholemia con capacidad de detección de flujo de aire dirigido y reconocimiento de rostro(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-04-30)Este trabajo propone un equipo orientado a la medición del nivel alcohólico y simultáneamente aplicar reconocimiento facial a personas que ingresan a lugares de riesgo donde su integridad física puede verse afectada debido a su estado de embriaguez. En el estado del arte, se verifica que muchos métodos de medición de alcohol no integran reconocimiento facial simultáneamente para propósitos de control y registro adecuado del acceso del personal. También existen métodos que no integran un módulo para la detección de flujo de aire que permita corroborar que la persona está utilizado el equipo. Finalmente, se constata que se han aplicado métodos subjetivos como la percepción del olfato emitido, la marcha y la forma de hablar, así como aspectos conductuales. El equipo propuesto soluciona estas deficiencias a través de sensores de sonido, alcohol y de imagen conectados a un computador de placa reducida; los cuales permiten la medición del nivel alcohólico a través del aliento y simultáneamente aplicando reconocimiento facial; como consecuencia, mejora la operatividad y los procedimientos en las empresas. El reconocimiento de rostro biométrico se lleva a cabo a través de algoritmos de procesamiento de imágenes, redes neuronales convolucionales y máquina de soporte vectorial SVM, que corre en una computadora el cual está sincronizada con el equipo de medición. La computadora registra a la persona reconocida en una base de datos con el nivel alcohólico asociado. Para la validación del método propuesto, se evaluaron muestras de niveles alcohólicos, tasa de detección de flujo de aire y la tasa de reconocimiento facial. Las mediciones de alcohol se compararon con las obtenidas mediante un alcoholímetro digital certificado. En esta validación se utilizó el coeficiente de correlación de Pearson, obteniendo un valor de 0.937. El porcentaje de aciertos de la detección del flujo de aire es de 92%, mientras que el porcentaje de verdaderos reconocimientos faciales fue superior al 95 %.Acceso abierto
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Desarrollo de un Algoritmo Computacional Basado en Técnicas de Procesamiento Digital de Señales Orientado a la Obtención del Score QRS a partir de Señales ECG, para el Laboratorio de Epidemiología de la Universidad Peruana Cayetano Heredia(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2023-10-24)El presente trabajo propone un algoritmo para el cálculo del QRS Score y la determinación de los factores de confusión a partir de señales electrocardiográficas (ECG). El QRS Score es un parámetro que indica el tamaño de la cicatriz en la pared del miocardio del paciente; también es útil para determinar el estado de salud del corazón. Dicho parámetro se calcula a partir de la información de la señal, como las mediciones de tiempo, las relaciones de amplitud y las formas de onda. La evaluación de las señales de ECG se realiza mediante la percepción visual del papel cuadriculado donde se imprime como resultado del examen de electrocardiograma. Sin embargo, la reproducibilidad de este método es del 60% y la repetibilidad del 66%. Esto afecta definitivamente a la precisión de la puntuación obtenida y, por tanto, al diagnóstico de una enfermedad. El algoritmo propuesto pretende reducir la subjetividad del análisis y estandarizar las puntuaciones a obtener. El algoritmo se compone de etapas de procesamiento que implican el acondicionamiento de la señal mediante filtros de respuesta finita al impulso (FIR), la descontaminación de los factores de confusión mediante redes neuronales, la detección del complejo QRS, la detección de tiempos y amplitudes y, por último, la obtención de la puntuación QRS a partir de una tabla de criterios. Finalmente, evaluando el algoritmo propuesto con 846 muestras, obtuvo una reproducibilidad del 85% y una repetibilidad del 100% superando el rendimiento del especialista.Acceso abierto
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Desarrollo de un equipo electrónico portátil orientado a la identificación y clasificación de especies de árboles maderables basado en el procesamiento digital de imágenes de hojas e Inteligencia Artificial(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-01-17)La presente investigación propone el desarrollo de un equipo portátil dirigido a la clasificación de 11 especies de árboles presentes en la selva peruana utilizando como entrada las hojas del árbol. En la actualidad, el método de identificación es realizado por un botánico, quien en primera instancia determina la especie por inspección visual y de ser necesario analiza una muestra en un laboratorio con un manual dendrológico. Por esta razón, el proceso es ineficiente en tiempo, costo y precisión. Las soluciones del estado del arte presentan las siguientes dificultades: no están acondicionadas a las especies maderables peruanas, sino que utilizan bases de datos públicas o que solo contienen plantas frutales o medicinales de otros países; presentan elevado porcentaje de error en lo que respecta a la especie analizada; y se apoyan en aplicativos móviles para el reconocimiento por lo que no disponen de un equipo para realizar la clasificación in situ. En tal sentido, el algoritmo que integra el equipo propuesto se desarrolló con una base de datos conformada con las especies maderables peruanas y que en conjunto al equipo diseñado con iluminación controlada y las condiciones ideales de captura disminuyen el porcentaje de error a un 1.36%. Dicho algoritmo, adquiere la imagen de una hoja ingresada al equipo en su primera etapa. Luego, realiza la segmentación de la imagen capturada mediante filtros de color, umbrales de binarización y operaciones morfológicas para finalmente predecir la especie de árbol a la que pertenece mediante un modelo de CNN ya establecido. El software se complementa con un hardware que se compone de un raspberry pi 4 con una interfaz gráfica interactiva para la muestra de la predicción. Se obtuvo una exactitud de 98.64% utilizando el modelo MobileNet y un índice de Kappa cohen de 0.9733, que indica un nivel de acuerdo muy bueno y demuestra que los resultados del equipo coinciden con los emitidos por el especialista.Acceso restringido temporalmente
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Desarrollo de un equipo electrónico orientado a la visualización en tiempo real del mapa de venas del antebrazo con el fin de facilitar el procedimiento de venopunción(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-01-02)La presente tesis propone un dispositivo electrónico portátil capaz de mostrar la segmentación del mapa de venas del antebrazo para facilitar el procedimiento de venopunción, basado en el procesamiento digital de imágenes infrarrojas en tiempo real. Actualmente, existen soluciones similares cuyo precio elevado resultan difícil de adquirir para las instituciones de salud del país, por lo que mantienen la exploración de venas por inspección visual y/o palpando, aplicando torniquetes o insertando la aguja en la piel hasta alcanzar la vena, causando dolor y posiblemente complicaciones severas como infecciones en el paciente. El sistema propuesto emplea luz en el espectro infrarrojo cercano como método no invasivo y propone un sistema de adquisición de imágenes infrarrojas compuesto por una cámara, un filtro óptico pasa banda y LEDs IR. El software desarrollado es capaz de ejecutarse en sistemas de baja capacidad computacional, segmentando y presentando los resultados en una pantalla en tiempo real. Para el hardware se propone un diseño estructural robusto y portátil a fin de atender a pacientes en camillas o sillas, y este pueda ser trasladado a las diferentes áreas hospitalarias. Finalmente, el equipo propuesto fue validado por una licenciada en enfermería, donde se empleó una encuesta como método de validación en 73 usuarios. Se demostró que con uso del equipo propuesto se mejoró la visibilidad de las venas en un 74.55% y con apoyo de un compresor de goma como torniquete se logró visualizar el mapa de venas en el 100% de los encuestados.Acceso abierto
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Desarrollo de un equipo electrónico orientado a la detección de extracción de sangre en pacientes con capacidad de registro de datos temporales y monitoreo de llenado del tubo de venopunción(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-01-11)El proyecto propuesto presenta un dispositivo electrónico portátil que tiene como objetivo la mejora del seguimiento y registro de muestras de sangre en tubos de venopunción. El estado del arte propone distintas soluciones que presentan limitaciones inherentes. Se destacan limitaciones como el alto costo de los equipos disponibles, la falta de disponibilidad comercial generalizada y la funcionalidad limitada a realizar seguimiento solo cuando las muestras pasan por escáneres. Adicionalmente, estas soluciones no proporcionan una visibilidad continua de los datos temporales y cuantitativos asociados a las muestras de sangre, restringiendo el registro a puntos específicos del proceso. Los tubos de venopunción utilizados en la extracción de sangre enfrentan desafíos en cuanto a su confiabilidad y precisión debido a factores ambientales, errores en la técnica de venopunción y condiciones inadecuadas de almacenamiento. El proyecto propuesto se distingue por su enfoque innovador que conserva la intervención humana en la obtención de muestras. El dispositivo electrónico portátil desarrollado resuelve estas limitaciones al permitir el almacenamiento de datos temporales y cuantitativos con una precisión de ±10%. Esta precisión, se logra mediante algoritmos basados en técnicas de procesamiento digital de imágenes y redes neuronales convolucionales. Los resultados obtenidos demuestran alta precisión en datos cuantitativos y una precisión temporal máxima de ±3 segundos. Estos avances representan un progreso significativo al superar las limitaciones mencionadas y ofrecer mayor confiabilidad, precisión y seguimiento en el registro de muestras de sangre en tubos de venopunción.Acceso abierto
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Desarrollo de un sistema electrónico orientado a la transmisión y recepción de datos e imágenes digitales basado en el módulo de comunicaciones lora(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2023-09-21)El presente trabajo propone realizar un sistema de comunicación de banda angosta orientado a la transmisión de datos e imágenes para el monitoreo de variables de medición y eventos remotos. Actualmente, el monitoreo de eventos meteorológicos e hidrológicos lo realiza el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú (SENAMHI), quien emplea redes satelitales o el Servicio General de Paquetes Vía Radio (siglas en inglés GPRS). Estos sistemas de comunicación no cuentan un alto nivel de confiabilidad debido a la falta de uso de métodos de redundancia. Además, su bajo ancho de banda limita la transmisión de imágenes digitales. Por otro lado, en algunas zonas todavía emplean procedimientos de vigilancia visual que ponen en riesgo a las personas. En el estado del arte las publicaciones científicas proponen diferentes codificadores de imagen para transmitir en sistemas con bajo ancho de banda. De la revisión del estado del arte se observan limitaciones en tamaño de imagen, codificadores no personalizados, distancias cortas de transmisión y alta carga computacional. En contrapartida, el equipo electrónico propuesto soluciona estas limitaciones utilizando diferentes técnicas con un equilibrio adecuado entre calidad de imagen, compresión, decodificación secuencial y complejidad computacional. Este equipo se valida con métricas de calidad de imagen PSRN, SSIM y MOS, y pruebas a diferentes distancias de transmisión. Los resultados muestran que la propuesta obtiene una calidad de imagen reconstruida aceptable con una gran tasa de compresión que permite transmitir imágenes a una resolución de 248x1504 píxeles cada 5 minutos en una distancia máxima de 16 km aproximadamente.Acceso restringido temporalmente
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Desarrollo de un equipo electrónico de precisión orientado a la dosificación y suministro de insulina para pacientes diabéticos(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2023-07-05)La presente investigación propone un dispositivo capaz de suministrar dosis precisas de insulina en una jeringa y llevar un control adecuado del nivel de la glucosa por intermedio de un algoritmo de insulinoterapia. Con ello, se evitará un suministro inadecuado del valor de la hormona reduciendo casos de hiperglucemia e hipoglucemia. En el mercado actual se han encontrado propuestas de dosificación precisa como el lapicero de inyección de insulina, el cual se utiliza mediante giro del selector de dosis para obtener la unidad requerida. El problema de este dispositivo es la fragilidad de la pluma. Por otro lado, la bomba de insulina, que es de fácil manejo a través de un software y permite el suministro de pequeñas cantidades de insulina. Sin embargo, es un aparato invasivo al cuerpo y tiene un costo elevado. El equipo propuesto está conformado principalmente por un sistema electromecánico y de procesamiento de imágenes. Además, cuenta con una interfaz sencilla que permite al usuario ingresar los datos que sean requeridos. También, brinda la opción de uso de un algoritmo de insulinoterapia que apoya en el inicio del tratamiento. A su vez, el producto desarrollado cuenta con un flujo de lazo cerrado que permite corroborar el volumen dosificado que el sistema electromecánico brinda. El equipo fue validado mediante comparación del nivel de dosificación generado con el procesamiento del sistema electromecánico y el nivel obtenido por métodos manuales utilizando instrumentos y cálculos matemáticos. La tasa error máxima alcanzada en volumen de dosificación fue de 0.01 ml.Acceso abierto
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Desarrollo de un prototipo electrónico orientado a la medición de granulometría de mineral en fajas transportadoras de chancado primario basado en procesamiento digital de imágenes(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2023-07-19)El prototipo desarrollado propone un sistema de medición de granulometría (P80) de rocas en fajas transportadoras en minería sin interrumpir la operación y optimizando el uso de equipamiento electrónico para su funcionamiento. En la actualidad existen opciones comerciales similares que requieren de una inversión considerable de dinero y espacio para la solución completa tanto en campo como en sala de servidores computacionales. Las operaciones mineras pequeñas que no pueden costear estos requerimientos optan por usar la forma manual que obliga la detención del proceso para obtener las muestras de rocas y luego trasladarlas a un laboratorio geotécnico que brinde un valor de P80 con el que se pueda tomar decisiones operativas. Además del impacto económico que representa la detención del proceso, los resultados llegan a destiempo y podrían ocasionar errores en las decisiones operativas. El prototipo desarrollado implementa una cámara, iluminación controlada y el uso de algoritmos de procesamiento de imágenes ejecutados en un computador de placa reducida. Las muestras son obtenidas por la cámara y las imágenes son procesadas con algoritmos de segmentación como el de cuenca hidrográfica y una secuencia de transformaciones morfológicas de erosión y dilatación para obtener los tamaños de rocas identificadas. Finalmente se usa el modelo de linealización de Rosin-Rammler para obtener el valor de P80 y presentarlo en una pantalla táctil e interactiva al alcance del operador. Los resultados obtenidos con este prototipo tienen una precisión del 89% con respecto a los resultados emitidos por un laboratorio geotécnico y una tasa de éxito de 91.3%.Acceso abierto
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Sistema electrónico prototipo basado en algoritmos de procesamiento digital de imágenes orientado al control de calidad textil en el proceso de tejido(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2022-12-06)El presente trabajo propone la creación de un sistema electrónico prototipo basado en algoritmos de procesamiento de imagen para el control de calidad de tejido plano que va a permitir la detección de tres tipos de fallas (Agujeros, Bultos y Manchas) en los procesos textiles. Este sistema prototipo está creado de tal forma que sea adaptable y escalable a las empresas textiles. La puesta en marcha de este proyecto mitiga el riesgo que supone el factor humano en el proceso de control de calidad, el cual es el principal problema del cliente debido a la baja confiabilidad que genera el cansancio mental y físico el operador en comparación a un sistema electrónico automático que no posee una relación precisión-cansancio en su funcionamiento. Actualmente existen soluciones a muy elevado costo para empresas textiles de pequeñas y mediana envergadura. La literatura científica propone algunas soluciones con algoritmos de procesamiento, Deep-learning y redes convolucionales. La presente solución propone una fusión entre hardware y software. El hardware abarca un computador de placa reducida y los elementos para el control de la cámara, iluminación y el motor mientras el software se basa en Python, que es un lenguaje de código abierto y se compone de algoritmos de procesamiento digital de imágenes de baja carga computacional de las imágenes obtenidas, las cuales serán manipuladas a través de segmentación y umbralización, el cual emitirá resultados rápidamente con una alta confiabilidad para la localización y reconocimiento de las fallas en las telas de diferentes tonalidades y colores. La validación y viabilidad del proyecto estuvo a cargo de la Ingeniera especialista del rubro textil, verificándose un porcentaje de confiabilidad mayor al 92% en la detección de defectos textiles con una velocidad de detección de 15.68 m/min en promedio.Acceso restringido temporalmente
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Desarrollo de un equipo electrónico de conteo e identificación de semillas forestales basado en procesamiento digital de imágenes(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2022-11-06)La presente investigación propone un dispositivo electrónico portátil que permite identificar semillas forestales, las cuales son almacenadas para algún estudio de investigación. En la actualidad existe soluciones que tienen un costo muy elevado y ocupan demasiado espacio, por lo que en los Laboratorios de Silvicultura orientado a la enseñanza de actividades forestales, se realiza la identificación por inspección visual, esto ocasiona en algunos casos fatiga visual y disminución en la confiabilidad de los resultados obtenidos por los técnicos del laboratorio. El estado del arte propone distintos estudios que tratan de resolver el problema de la identificación de semillas como el uso de SVM (Maquina de Soporte Vectorial), el cual obtiene un 98.82% solo para un tipo de semilla girasol. Otro de los métodos utilizados es la extracción de características morfológicas de los mejillones para identificar hasta cinco especies logrando una tasa de reconocimiento del 95% . Cabe mencionar que la mayoría de soluciones electrónicas identifican un solo tipo de semillas y de un tamaño muy similar. Tomando como base lo antes mencionado se propone un equipo electrónico que consta de un recinto, un mecanismo electromecánico que mueve una cámara para tomar imágenes a diferentes distancias según el tamaño de las semillas, todo ello es controlado por un computador de placa reducida, el cual esta embebido en un algoritmo de procesamiento de imágenes con inteligencia artificial (CNN), los resultados obtenidos alcanzaron una precisión del 95% en la identificación, lo cual es considerado satisfactorio para los requerimientos de la problemática planteada.Acceso restringido temporalmente
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Desarrollo de un sistema electrónico de alerta y registro de eventos de riesgos específicos basado en el monitoreo de temperatura y humedad ambiental y en la detección automática del número de personas ubicadas en zonas restringidas cerradas(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2022-11-05)El presente proyecto propone la implementación de un sistema electrónico de alerta y registro de eventos de riesgos específicos basado en el monitoreo de temperatura y humedad ambiental y en la detección automática del número de personas ubicadas en zonas restringidas cerradas. Actualmente, los productos existentes presentan limitaciones ya que son de alto costo y no realizan un monitoreo integrado del aforo y de condiciones ambientales. El sistema propuesto utiliza algoritmos de redes neuronales convolucionales para el conteo de personas a partir de imágenes capturadas por una cámara digital. También, se implementaron 4 nodos inalámbricos de medición de temperatura y humedad, los cuales adquieren mediciones mediante 3 sensores. El software desarrollado fue implementado en un computador de placa reducida, el cual enviará los resultados tanto de conteo de personas como mediciones de condiciones ambientales a una base de datos alojada en un servidor remoto. Finalmente, la información adquirida es accesible mediante una aplicación web para su monitoreo. Se obtuvo una tasa de acierto de conteo de personas de 92.10 % en escenarios de ingreso de hasta 4 personas en una habitación de 3.8 x 3 m., bajo iluminación artificial y natural. Además, se obtuvo un error absoluto de 0.3° C en escenario de temperatura superior a 27° C; y de 2.2 % HR en escenario de humedad relativa superior a 80% HR. Finalmente, se obtuvo una tasa de recepción de mensajes de 99.65 % a 7.5m para la comunicación inalámbrica entre los nodos y la estación central.Acceso restringido temporalmente
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Simulador de rutas de ciclismo mediante una aplicación Android(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2021-09-01)El trabajo propone realizar un simulador de rutas de ciclismo en una bicicleta estática que permita a ciclistas con experiencia y aficionados a entrenar dentro de su casa. El objetivo es que puedan practicar su estrategia de desgaste físico, como conocer su capacidad en las rutas. Entrenar afuera de las calles suele ser más tedioso por la inseguridad y falta de infraestructura. Este proyecto promete ser una solución a la problemática ya que viene con muchas novedades y fácil interface.Acceso abierto
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Desarrollo de un sistema de estetoscopio digital para apoyo en consultas de telemedicina mediante transmisión GSM e internet(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2021-12-09)La presente tesis propone el desarrollo de un sistema prototipo de estetoscopio digital para ser usado en consultas médicas remotas, utilizando transmisión por la red celular (GSM) e Internet, con la finalidad de brindarle a los profesionales en la salud una herramienta con la cual puedan seguir realizando sus consultas cotidianas evitando el contacto directo con el paciente, por ende, previniendo el contagio de una enfermedad infecciosa. Por ello, el presente trabajo se divide en tres partes: la adquisición y transmisión de las señales de auscultación, el servidor Web y el software de control. El primer paso que se debe realizar es la adquisición de la señal acústica proporcionada por el estetoscopio. Las señales ingresan al controlador para su grabación y ser transmitidas vía Internet al servidor Web. Además, previo a la grabación de las señales, el médico, utilizando el software de control, podrá escuchar la señal acústica en tiempo real mediante una llamada a celular para indicar al paciente la correcta posición del estetoscopio. En el servidor se encuentran las grabaciones ordenadas en carpetas con los datos del paciente, dichos archivos son descargables y reproducibles. El método de validación se realizó con una encuesta y pruebas del prototipo con diferentes médicos. Los resultados obtenidos demostraron que el prototipo brinda una buena calidad de los sonidos auscultados, siendo así útil para poder realizar un diagnóstico preliminar certero de manera remota.Acceso abierto
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Desarrollo de un equipo portátil orientado a la automatización del diagnóstico rápido de dengue por flujo lateral, basado en algoritmos computacionales de procesamiento digital de imágenes(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2021-09-04)La presente investigación propone un dispositivo electrónico portátil que permite el diagnóstico rápido de enfermedades utilizando tiras rápidas o ensayos de flujo lateral (LFAs), el cual indica si el resultado es positivo, negativo o inválido, dichas tiras utilizan como muestra el suero de sangre. Actualmente existen soluciones similares con un costo muy elevado, por lo que en el Laboratorio de Biología Molecular del Instituto de Investigación de Enfermedades Infecciosas (IIEI) se realiza el diagnóstico por inspección visual; como consecuencia de la fatiga visual, se reduce la confiabilidad de los resultados proporcionados por los técnicos del laboratorio. En la literatura científica se propone como solución un equipo que requiere de una cámara de celular, iluminación con láser, el uso de algoritmos de visión artificial y de redes neuronales convolucionales. El presente equipo utiliza algoritmos computacionales de procesamiento digital de imágenes sobre una foto tomada por la cámara digital integrada, recorte del área de interés, construcción de histogramas y adquisición de descriptores de los componentes R, G y B de la imagen, que serán utilizados por una red neuronal multicapa. Dicho software se complementa con un hardware que incluye un computador de placa reducida, el cual emitirá el resultado a través de una pantalla táctil e interactiva. De acuerdo con lo obtenido al emplear el algoritmo, se consiguió un grado de acuerdo superior a 0.9, para esto se utilizó el índice de Kappa Cohen, coincidiendo mayormente los resultados emitidos por los técnicos de laboratorio con los obtenidos por la solución propuesta.Acceso abierto
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Desarrollo de un sistema hmi para mandos de playstation 4 para personas con discapacidad motora en los miembros superiores basado en switches sip and puff(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2021-09-04)En la actualidad, la industria de los videojuegos ha avanzado constantemente introduciendo nuevas consolas y periféricos en cada generación para los jugadores que no presenten alguna discapacidad. Sin embargo, para el caso de los jugadores con discapacidad no ha sido así. En hay un limitado acceso a dispositivos en el mercado para las personas con discapacidad debido a sus altos costos y logística. A causa de lo mencionado, el presente trabajo tiene como objetivo mostrar el proceso de diseño e implementación de un sistema HMI para controles de PlayStation 4 para personas con discapacidad motora. La solución consiste en un sistema de boquillas y joystick que la persona operará utilizando sus labios para aspirar o soplar. Luego, unos sensores de presión se encargarán de leer las variaciones de presión en el aire generadas por el usuario, las cuales serán las señales de entrada de un microcontrolador el cual las analizará y de acuerdo a un algoritmo de decisión habilitará sus salidas. Estas simularán la acción de los botones en el control de Playstation 4, para que finalmente se ejecuten y visualicen los comandos en pantalla. Luego de la implementación el dispositivo seguirá a la etapa de pruebas, las cuales serán realizadas por personas que se dedican al desarrollo de videojuegos de manera profesional y quienes darán la realimentación respectiva en cuanto al rendimiento y ergonomía del sistema.Acceso abierto
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Desarrollo de un sistema automático orientado al conteo y medición geométrica de alevines de tilapia basado en procesamiento digital de imágenes(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2021-06-29)El presente trabajo desarrolla un sistema automático que permite el conteo y medición de una población de alevines de tilapia gris. En la actualidad, existen muchos procesos encargados del cálculo de las dimensiones geométricas de los alevines que tienen una gran subjetividad y requieren mucho tiempo para ser ejecutados. Además, la extracción de los alevines fuera del agua puede causarles estrés, lo que podría llevarlos a la muerte. De esta manera, se busca erradicar la intervención manual, por lo que se elabora una estructura mecánica que sostiene una pecera y un recinto con iluminación y una segunda pecera transparente. Se realiza un traslado por muestras de alevines del primer al segundo recipiente, para ello se utilizan las rejillas controladas por motores para acercarlos o alejarlos del orificio de desfogue de la primera pecera. Asimismo, se utiliza una electroválvula neumática de bola, que funciona como compuerta que permite o deniega el paso de los alevines por la tubería de PVC. Luego, con los alevines en el recinto, se procede a ejecutar los algoritmos de conteo y medición de largo y ancho. Se obtuvieron resultados satisfactorios porque el sistema tiene una precisión del 98% en el conteo y del 90% en la medición de largo y ancho. Además, el tiempo para el cálculo de ambos parámetros se redujo en comparación con el proceso manual.Acceso abierto
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Desarrollo de un equipo electrónico/computacional orientado a extraer información de interés para el diagnóstico de Mildiu en plantaciones de quinua de la costa peruana basado en procesamiento digital de imágenes(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2021-02-03)La presente tesis propone un equipo portátil y ergonómico que permita la captura de imágenes de cultivos de quinua y, mediante un método de procesamiento eficaz, detecte los segmentos donde la planta se encuentra afectada por la enfermedad del Mildiu (representada por un amarillamiento particular sobre las hojas) para así obtener un resultado numérico que represente dicho efecto. La realización de este proyecto resuelve el principal problema del análisis cualitativo en los que se basa el cliente para el diagnóstico de la enfermedad ya que ofrecerá una solución cuantitativa para la identificación y medición de daño en los cultivos que proporcione al agrónomo un dato vital para poder suministrar la dosis adecuada de fungicida a las plantaciones y obtener un producto de mejor calidad. Este trabajo se basa en dos procesos de segmentación: primero, se realizó, a partir de la imagen original capturada, la segmentación de vegetación sobre el entorno mediante el modelo de color L*a*b, histograma bidimensional, filtrado y binarización; y, segundo, se realizó, a partir de la imagen resultante del primer proceso, la segmentación de amarillamiento sobre la vegetación mediante de los modelos de histogramas bidimensionales, filtrado, binarización y propiedades de excentricidad. Para la validación se tomó 50 imágenes de un cultivo de quinua del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA) - Sede Lima, las cuales fueron procesadas a través del equipo desarrollado y verificado por el agrónomo especialista. Finalmente, se utilizó el índice de Kappa de Cohen para comparar los resultados donde se obtuvo un resultado de 0.789.Acceso abierto
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Desarrollo de una interfaz mediante señales EOG para el manejo de la computadora por parte de una persona con discapacidad en los miembros superiores(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2019-04-23)La presente tesis propone el diseño de un sistema que trabaja con señales electro oculográficas para luego procesarlas e interpretarlas con la finalidad de que el usuario pueda realizar trabajos con el ordenador usando únicamente el músculo ocular. El problema que se resuelve tiene una inclinación técnico ingenieril, ya que busca subsanar las debilidades y cubrir los aspectos no tocados por el estado del arte presente, para finalmente diseñar un equipo electrónico que permita la interacción de un usuario con un computador bajo las necesidades de una persona con discapacidad en los miembros superiores. El dispositivo diseñado está compuesto por un circuito capaz de adquirir por medio de electrodos la señal EOG de una persona, procesarla y analizarla para conocer la forma de onda y posteriormente interpretarla y enviar un carácter de reconocimiento de forma de onda usando un bluetooth a una computadora con la que se debe aparear con anterioridad. Esta computadora constará de un software que se diseñó en la presente tesis el será capaz de interpretar los caracteres recibidos y realizar funciones de movimiento y pulsación de un mouse, además de escritura usando un teclado virtual. Para validar el dispositivo diseñado se hicieron pruebas con 16 personas, de las cuales 14 fueron personas sin discapacidad en los miembros superiores y 2 de ellas sí. No se trabajaron con pacientes de un centro de salud específico, se realizaron pruebas con personas contactadas por médicos y fisioterapeutas entre los cuales se encuentran algunos que trabajan para la UPC los cuales brindaron su incondicional apoyo para la validación y pruebas con los pacientes a su cargo. Los resultados obtenidos en las pruebas realizadas muestran que de un grupo de 16 personas la eficiencia en el reconocimiento de la forma de onda de un doble parpadeo es del 92.9%, del parpadeo – mirada arriba y parpadeo – mirada abajo 88.4% y del parpadeo prolongado 93%. El valor trazado como objetivo fue 80% a más, por lo que se logra cumplir con ello.Acceso abierto
