vol. 3 núm. 2 (2024): aci. vol 3. no 2.

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  • Modelo de Clasificación de Tumores Cerebrales con redes Neuronales Convolucionales basado en Imágenes de Resonancia Magnética

    Institución: Fundación Universitaria Los Libertadores

    Revista: Apuntes de Ciencia e Ingeniería

    Autores: Telles Uribe, Henry

    Fecha de publicación en la Revista: 2024-12-30

    En este artículo se presenta la propuesta de un modelo de clasificación de tumores cerebrales utilizando redes neuronales convolucionales(CNN), basado en imágenes de resonancia magnética (IRM). La clasificación se realizó a partir de un conjunto de datos obtenido de la plataforma Kaggle, denominado Brain Tumor MRI Data, que contenía untotal de 7153 imágenes de resonancia magnética. Estas imágenes estaban clasificadas en cuatro categorías: glioma, meningioma, tumor pituitario y no tumor. El modelo predictivo fue entrenado mediante técnicas de aprendizaje profundo, específicamente redes neuronales convolucionales, que permitieron la extracción automática de característicasrelevantes de las imágenes médicas para la clasificación de los tumorescerebrales. El enfoque se centró en la optimización del modelo, a travésde técnicas de preprocesamiento de datos, como la normalización y elredimensionamiento de las imágenes, con el objetivo de mejorar la precisión de la clasificación. Los resultados obtenidos mostraron una tasaalta de precisión en la identificación de tumores, lo que destaca la efectividad de las redes neuronales convolucionales en el análisis de imágenes médicas complejas. Este modelo tiene el potencial de asistir a losprofesionales de la salud en la toma de decisiones diagnósticas, porqueproporciona una herramienta adicional en la identificación de tumorescerebrales con la que pueden mejorarse los procesos de diagnóstico enneurociencias.
  • Evaluación del Potencial Eólico para la Generación de Energía en Barrios Unidos, Bogotá D.C.: Análisis Estadístico, Predictivo y de Distribución
    La transición hacia fuentes de energía renovable posiciona a la energía eólica como una solución estratégica para disminuir el impacto ambiental y optimizar los recursos disponibles en Colombia. Este artículo tiene como propósito explorar la factibilidad de integrar esta tecnología en el sector de Barrios Unidos, Bogotá, basándose en datos registrados por la estación meteorológica Santander, localizada en la Fundación Universitaria Los Libertadores (FULL). Dicha estación recopila información clave sobre variables como la intensidad del viento, la radiación solar, la presión atmosférica y la temperatura ambiental, datos fundamentales para analizar las posibilidades de instalar aerogeneradores en entornos urbanos densamente poblados. En esta nueva fase, el estudio se extiende con una comparativa basada en el uso de sensores distintos, un microcontrolador ESP32 y tecnologías de IoT, con el fin de obtener datos de forma más eficiente y precisa. Este enfoque complementario busca enriquecer el análisis previo mediante métodos alternativos de medición y recolección de datos, facilitando una evaluación integral de las condiciones ambientales que determinan el rendimiento eólico en la zona. Los hallazgos de este trabajo ofrecerán una visión ampliada del potencial eólico de Barrios Unidos y respaldarán decisiones orientadas hacia la adopción de energías limpias. De esta manera, se refuerza la diversificación del sistema energético en Bogotá, integrando innovación tecnológica y sostenibilidad en la planificación urbana.
  • Modelado y control de un sistema de control de temperatura PID para un invernadero de fresas
    Este documento aborda la optimización de un sistema de control detemperatura en un invernadero de fresas, mediante la implementaciónde un controlador proporcional, integral y derivativo (PID), utilizandola metodología Scrum para un desarrollo iterativo y sistemático. El proceso comenzó con el modelado avanzado de la dinámica térmica delinvernadero, a partir de la transferencia de calor y condiciones ambientales variables, entre otros factores. Se diseñó un controlador PID ajustado específicamente a estas condiciones, con un algoritmo anti-winduppara manejar la saturación de los actuadores y una estrategia de control predictivo basado en modelos (MPC). Este controlador se simulóy analizó utilizando Matlab /Simulink, y fue implementado en un controlador lógico programable (PLC) industrial con una interfaz HMI paramonitorear y gestionar el sistema. Los resultados experimentales confirmaron la efectividad del modelo y del controlador, en la estabilizacióndeestabilizar la temperatura dentro del rango óptimo de 14°C a 16°C. Elanálisis de Lyapunov validó la estabilidad asintótica del sistema, mientras que las simulaciones de escenarios de falla demostraron la robustezdel sistema ante fallos de sensores y actuadores. Estos hallazgos resaltanla capacidad del sistema de control desarrollado para mantener condiciones ambientales adecuadas para el cultivo de fresas, gracias a los quees posible cumplir con los objetivos de eficiencia y precisión en la regulación de la temperatura del invernadero.
  • Análisis de elementos de tierras raras en cenizas de Carbón a través de técnicas de aprendizaje automático no supervisado (CLUSTERING)
    Las cenizas de carbón son un subproducto de la combustión del carbónen plantas de energía, las cuales contienen una variedad de elementosquímicos entre los cuales se encuentran los elementos de tierras rarasy dadas las características especiales que posee el material de partidaCARBÓN existe una gran probabilidad de ser encontrados en cantida-des apreciables. Colombia, como el principal productor de Carbón deAmérica latina y 5 en el mundo se presenta como una buena alternativaen su búsqueda y ya que a lo largo de los años se han venido acumu-lando cenizas en los alrededores de la centrales térmicas producto dela combustión para la generación eléctrica y no se le han dado otrosusos diferentes a los tradicionalmente establecidos. Se caracteriza unapila de cenizas dentro de un patio de cenizas en una termoeléctrica enColombia obteniendose la cantidad de ETRs por ICP-MS y los elemen-tos mayores por FRX. A los resultados obtenidos del estudio se aplica lametodología de exploración y tratamiento de datos SEMMA. Se utilizanalgoritmos de agrupamiento como K-means, Hierarchical Clustering yDbScan para explorar patrones de segregación en los datos. Se utiliza-ron métricas como el coeficiente de Silueta, la suma de cuadrados , elcriterio de partición Calinski-Harabasz y Davies Bouldin para evaluarla calidad de las agrupaciones obtenidas. Además, se realizan pruebasestadísticas para determinar la significancia de los agregados obtenidos.
  • Simulación de trayectorias para vehículos aéreos no tripulados mediante el toolbox Matlab
    En este artículo se presentan un diseño y una simulación de trayectoriasde vuelo utilizando la caja de herramientas para vehículos no tripulados (UAV, por sus siglas en inglés) del software MATLAB. La propuestade diseño, la simulación y los resultados son valiosos para el desarrollo de vuelos autónomos en el sector aeronáutico. Se establecieron dosmisiones de vuelo, para cada una se diseñaron dos trayectorias de vuelo con parámetros diferentes con el fin de analizar el recorrido de unUAV modelo multirrotor y un UAV ala fija. A partir de dos algoritmosse simularon los trayectos diseñados, y se usó la documentación de lapágina web de MATLAB para determinar las funciones necesarias. Unavez modelado el código, con el software se visualizaron los diseños detrayectoria y su simulación mediante una gráfica tridimensional. Gracias a este análisis resulta factible predecir el comportamiento de estosvehículos al implementar vuelos autónomos.
  • Control de volumen por gestos
    En este artículo, se abordan el desarrollo y el análisis de un sistema interactivo basado en visión por computadora que permite a los usuarioscontrolar el volumen de su computador y la cámara web utilizando gestos de la mano. El sistema se desarrolló en Python, mediante PyCharm,utilizando la biblioteca de OpenCV, para el manejo de la visualizaciónde la interfaz, y MediaPipe, para el seguimiento preciso y eficiente delos gestos de la mano. La metodología Scrum fue el marco de trabajo para el desarrollo del proyecto, ya que permite un enfoque iterativoy flexible para integrar feedback y realizar ajustes rápidos basados enpruebas de usuario. Por último, se discutieron tanto las fortalezas comolas áreas de mejora del sistema identificadas durante el análisis.