This document exhibits a new prototype of teleoperated system for surgical assisting and surgical learning, using two industrial manipulators and two control devices of six and three grades of freedom. Master-slave system has a vision system for supervising the work cell, a user interface for the user can interact with environment of the robot and various filtering and control stages that reduce the positional errors and signal delay, presenting the system as a suitable model for working in real time. The results obtained, after of the testing of the system with three different operators, verify the simple of control the system, the facility to b used as an element of learning and estimating a performance over 87 % during the testing.

En este artículo, elaboró un novedoso prototipo de sistema teleoperado para asistencia y entrenamiento quirúrgico, utilizando dos manipuladores industriales y dos dispositivos de control de seis y tres grados de libertad. El sistema maestro-esclavo cuenta con un sistema de visión para la supervisión de la celda de trabajo, una interfaz de usuario para la interacción del usuario con el ambiente de los robots y etapas de filtrado de señal y de control, que disminuyen los errores posicionales y el retardo de las señales, convirtiéndolo en un sistema con trabajo en tiempo real. Los resultados obtenidos de este trabajo después de testearse con tres usuarios diferentes, verifican la facilidad de maniobrabilidad del sistema, la practicidad como elemento de aprendizaje y el alto nivel de performance obtenido durante las pruebas, siendo mayor del 87 %.

RESUMO Na agricultura a medição da cobertura de folha é considerada como uma tarefa exaustiva para os pesquisadores, devido na maioria das vezes eles não terem acesso à ferramenta para este proposito. Um novo algoritmo, implementado nesta investigação permite estimar, por meio de um método não destrutivo, o valor de cobertura foliar das plantas de morango (fragaria x ananassa) da cultivar Albion na região de Cajicá, Colômbia, usando técnicas de processamento digital de imagens (PDI). A técnica baseada em PDI inclui as operações de suavização, dilatação, detecção de contorno, limiarização e detecção de bordas. O sistema de aquisição de imagem foi realizado por meio de imagens fotográficas nas plantas em estudo, diretamente dos canteiros da cultura e as capturas foram posteriormente processadas mediante o algoritmo proposto. Os resultados obtidos mostram os valores medidos da cobertura foliar de plantas em cm2, com até 90% de precisão. Este sistema proporciona uma importante contribuição para a análise da evolução das culturas por ferramentas computacionais, tornando mais fácil o trabalho de monitoramento.

ABSTRACT In farming the measurement of leaf coverage is considered as an exhaustive task for the researchers due to most of the time they do not have access to the adequate tool for this purpose. A new algorithm, implemented in this investigation, allows to estimate by means of a non-destructive method, the leaf coverage value of strawberry plants (fragaria x ananassa) of the cultivar Albion in the Cajicá region, Colombia, by using digital image processing techniques ( DPI). The DPI based technique includes the smoothing, dilatation, contour detection, threshold and edges detection operations. The image acquisition system was conducted by means of photographic images in plants in study, directly from the beds of the crop and the captures were subsequently processed through the proposed algorithm. The obtained results show the measured values of the plants leaf coverage in cm2, with up to 90% of accuracy. This system gives an important contribution to the crop evolution analysis by computational tools, making easier the monitoring work.

La identificación de diferentes anomalías en cultivos agrícolas usando procesamiento de imágenes, ha demostrado cada vez más su efectividad, contrario con los métodos de ejecución tradicionales, los cuales arrancan los folíolos y frutos de la planta, para realizar el estudio. En este trabajo se presentan los resultados del desarrollo e validación de un algoritmo, que permita realizar monitoreo de incidencia en cultivos de fresa (Fragaria x ananassa), capaz de dar una primera aproximación para distinguir senescencia y daños mecánicos en sus foliolos, implementando una metodología indirecta (no destructiva). Las técnicas de procesamiento de imágenes implementadas incluyen Suavizado, Erosión, Dilatación, Detección de Contornos, Correspondencia de Patrones, Umbralización, entre otros. Los resultados obtenidos se visualizaron en una aplicación desarrollada en C# usando la librería Emgu CV, mostrando al usuario un diagnóstico de la planta de estudio. Se concluye que es posible ofrecer un servicio de monitoreo preliminar de incidencia usando este algoritmo, ahorrando tiempo para productores e investigadores que requieran una primera aproximación del estado del cultivo, con la posibilidad de ejecutarse tanto en computadores e robots aéreos (drones) para hacer más eficiente esta tarea.

Processes executed for identifying anomalies in agricultural crops using image processing have been effective, however these methods involve tear off plant’s leaflets and fruits under study. For this paper it is shown the results of the development and validation of an algorithm that allows the execution of incidence monitoring in strawberry crops (Fragaria x ananassa), able to make a first approximation to distinguish senescence and mechanical damage in their leaflets, implementing an indirect (non-destructive) methodology. Image processing techniques used for this research include smoothing, erosion, dilation, edge detection, pattern matching, thresholding, among others. The results were visualized in an application developed in C# using the Emgu CV library. It is concluded that is possible to offer a preliminary monitoring of incidence using this algorithm, saving time for producers and researchers who require a first approximation of the state of the crop, with the ability to run on desktops, notebooks and aerial robots (drons) that allow to automate this task.

A identificação das diferentes anomalias em cultivos agrícolas utilizando processamento de imagens há demonstrado cada vez mais sua efetividade. Contrário com os métodos tradicionais, que tiram as folhas e frutos da arvore para realizar o estudo. Neste trabalho se apresentam os resultados do desenvolvimento e validação do algoritmo, que permite realizar monitoramentos da incidência em cultivos de morango (Fragaria x ananassa), capaz de realizar uma primeira aproximação para identificar senescência e danos mecânicos em suas folias, desenvolvendo uma metodologia não destrutiva. As técnicas de processamento de imagens desenvolvidas, incluem suavização, erosão, dilatação, detecção de bordas, correspondência de padrões, umbral (Thresholding), entre outros. Os resultados obtidos se visualizaram em uma aplicação em C# utilizando a biblioteca Emgu CV, mostraram ao usuário um diagnóstico da planta em estudo. Se conclui que é possível oferecer um serviço de monitoramento preliminar de incidência, utilizando este algoritmo, poupando tempo para produtores e pesquisadores que precisem uma primeira aproximação do estado de um cultivo, com a possibilidade de utilizar computadores e Drones para fazer mais eficiente esta tarefa.

El desarrollo continuo de las herramientas computacionales ofrece la posibilidad de realizar procesos con la capacidad de llevar a cabo actividades con mayor eficiencia, exactitud y precisión. Entre estas herramientas se encuentra la arquitectura neuronal, Deep Belief Network (DBN), diseñada con el propósito de colaborar en el desarrollo de técnicas de predicción para hallar información que permita estudiar el comportamiento de los fenómenos naturales, como lo es la radiación solar. En el presente trabajo se presentan los resultados obtenidos al manejar la arquitectura DBN para predicción de radiación solar, la cual se simula mediante la herramienta de programación Visual Studio C#, indicando el nivel de profundidad que posee esta arquitectura, como afecta la cantidad de capas y de neuronas en el entrenamiento y los resultados obtenidos para poder predecir los valores deseados en el 2014, con errores cercanos al 2 % y mayor rapidez para el entrenamiento, respecto a errores obtenidos por métodos convencionales de entrenamiento neuronal, que se encuentran por el 5% y que a su vez llevan largos periodos de entrenamiento.

The continued development of computational tools offers the possibility to execute processes with the ability to carry out activities more efficiently, exactness and precision. Between these tools there is the neural architecture, Deep Belief Network (DBN), designed to collaborate in the development of prediction technics to find information that allows to study the behavior of the natural phenomena, such as the solar insolation. This paper presents the obtained results when using the DBN architecture for solar insolation prediction, simulated through the programming tool Visual Studio C#, showing the deep level that this architecture has, how it affects the number of layers and neurons per layer in the training and the results to predict the desired values in 2014, with errors close to 2% and faster to training, respect to errors obtained through conventional methods for neural training, which are about 5% and take long periods of training.

Se presenta una revisión de estado de las principales temáticas aplicativas y metodológicas del habla sub-vocal o lenguaje silencioso que se han venido desarrollando en los últimos años. Entendiendo por habla sub-vocal como la identificación y caracterización de las señales bioeléctricas que llegan al aparato fonador, sin que se genere producción sonora por parte del interlocutor. La primera sección hace una profunda revisión de los métodos de detección del lenguaje silencioso. En la segunda parte se evalúan las tecnologías implementadas en los últimos años, seguido de un análisis en las principales aplicaciones de este tipo de habla; y finalmente se presenta una amplia comparación entre los trabajos que sehan hecho en industria y academia utilizando este tipo de desarrollos.

This paper presents a review of the main applicative and methodological approaches that have been developed in recent years for sub-vocal speech or silent language. The sub-vocal speech can be defined as the identification and characterization of bioelectric signals that control the vocal tract, when is not produced sound production by the caller. The first section makes a deep review of methods for detecting silent language. In the second part are evaluated the technologies implemented in recent years, followed by a review of the main applications of this type of speech and finally present a broad comparison between jobs that have been developed in industry and academic applications.

In this paper we present the results of implementing an algorithm based on Support Vector Machine (SVM) on the National Instruments platform Compaq Rio, abbreviated cRio for the detection of Polyethylene terephthalate (PET) containers leakage. To accomplish this, the acquisition and processing the differential pressure signal is performed and then using a decision model to determine whether the package leaks or not. There are many tools for digital signal processing, however in the SVM classification applications have proven to be a very good alternative. The SVM requires a training process, performed based on signals which are known class to which they belong. After this training, a classification is performed in a new bottle. The final algorithm is implemented on the cRio National Instruments system for online application.

En este trabajo se presentan los resultados de la implementación de un algoritmo basado en Máquina de Soporte Vectorial (SVM por sus siglas en inglés, Support Vector Machine), sobre la plataforma de National Instruments Compaq Rio, abreviado por el fabricante cRio, para la detección de fugas en envases de tereftalato de polietileno (PET por sus siglas en inglés, polyethylene terephtalate). Para cumplir con esto se realiza la adquisición y procesamiento de señales de presión diferencial para luego mediante un modelo de decisión determinar si el envase presenta fuga o no. Existen muchas herramientas de procesamiento digital de señales, sin embargo en aplicaciones de clasificación las SVM han demostrado ser una muy buena alternativa. Las SVM requieren de un proceso de entrenamiento, que se realiza a partir de señales de las que se conoce la clase a la que pertenecen. Luego de su entrenamiento se realiza un programa mediante el cual se realiza la clasificación de una nueva botella. El algoritmo final es implementado sobre el sistema Compac Rio de National Instruments, para aplicación en línea.

En este trabajo se presentan los resultados obtenidos en el reconocimiento de plagas utilizando la visión de máquina por computador como elemento de diagnóstico. La captura de las imágenes se realizó por medio de un agente robótico aéreo (drone) equipado con una cámara, lo que permitió capturar las imágenes del estado de las hojas de un cultivo de la planta conocida como ‘flor de azúcar’ (Begonia semperflorens). Estas imágenes fueron procesadas utilizando técnicas de visión de máquina con el fin de identificar el posible ataque de plagas en el cultivo. Las técnicas utilizadas corresponden a filtros morfológicos, difuminado gaussiano y filtrado HSL. Como resultado principal de este trabajo se detectaron perforaciones de hojas ocasionadas por el ataque de plagas, específicamente babosas, caracoles, arañas rojas y minadoras

Nowadays, an important element in farming, is the use of technology, based on the analysis of the different factors that affect the succesfull development of the crops. The results are presented in the recognition of pests, in this work a computer machine vision, as a diagnostic was used. The images capturing were doing with a robotic air agent, equipped with a camera, capturing images of the state of a crop of a plant called ‘Flor de azúcar’ (Begonia semperflorens). These images are processed using machine vision techniques to identify the possible attack of pests on the crop. The techniques used are morphological filters, Gaussian blur filter and HSL. The main result of this work was accomplished, perform the detection of the perforation of the leaves as a result of pest attack, specifically slugs, snails, spider mites and leafminers

El análisis de señales no audibles ha ganado una importancia significativa debido a la gran cantidad de aplicaciones que estas tienen, como la síntesis de voz para personas con discapacidad del habla. Este análisis puede ser usarse para adquirir información del aparato fonador sin la necesidad del habla, para así producir una expresión fonética. Para esto se propone el análisis de la transformada de ondícula de palabras del español a través de un micrófono de murmuro no audible para el desarrollo de un sistema embebido de reconocimiento del habla silenciosa. Se usa un micrófono de murmuro no audible como sensor del habla no vocal. La codificación de los datos de entrada se realiza a través de una transformada de ondícula usando una función Daubechies de cuarto orden. El sistema de adquisición, procesamiento y transmisión se realiza a través de una tarjeta de evaluación STM32F4-Discovery. El vocabulario utilizado consistía de palabras de mando orientadas al control de robots móviles o de interfaces hombre-máquina. Se desarrolló exitosamente la transformada de ondícula de cuatro palabras del español, cada una con cinco muestras independientes. Se realizó un análisis de los datos obtenidos, y se discutieron características como el promedio, los picos y la frecuencia. El procesamiento de las señales se ejecutó de manera exitosa y se proponen futuros trabajos en la detección de la actividad del habla y clasificadores de características.

The analysis of non-audible signals has gained a significant importance due to their many fields of application, among them, speech synthesis for people with speech disabilities. This analysis can be used to acquire information from the vocal apparatus without the need of speaking in order to produce a phonetic expression. The analysis of a Wavelet transformation of Spanish words recorded through a non-audible murmur microphone in order to achieve an embedded silent speech recognition system of Spanish language is proposed. A non-audible murmur microphone is used as sensor of non-vocal speech. Coding of the input data is done through a Wavelet transform using a fourth-order Daubechies function. The acquisition, processing and transmission system is applied through a STM32F4-Discovery evaluation board. The used vocabulary consists of command words aimed to control mobile robots or human-machine interfaces. The Wavelet transformation of four Spanish words, each of them having five independent samples, was accomplished. An analysis of the resulting data was performed, and features as average, peaks and frequency were distinguished. The processing of the signals is performed successfully and further work in speech activity detection and features classifiers is proposed.

En este artículo se presenta un sistema para la detección de estados de distracción en conductores de vehículos en horas diurnas mediante técnicas de visión de máquina, el cual se basa en la segmentación de la imagen respecto a los ojos y la boca de una persona, vista de frente por una cámara. De dicha segmentación se establece los estados de movimiento que de la boca y de la cabeza, permiten inferir un estado de distracción. Las imágenes se extraen de videos de corta duración y con una resolución de 640x480 píxeles, sobre las cuales se emplean técnicas de procesamiento de imagen como transformación de espacios de color y análisis de histograma. La decisión del estado es el resultado de una combinación de las características extraídas ingresadas a una red neuronal del tipo perceptrón multicapa. El desempeño logrado en la detección en un ambiente controlado de pruebas es del 90% y del 86% en ambiente real, con un tiempo de respuesta promedio de 30 ms

This article presents a system for detecting states of distraction in drivers during daylight hours using machine vision techniques, which is based on the image segmentation of the eyes and mouth of a person, with a front-face-view camera. From said segmentation states of motion of the mouth and head are established, thus allowing to infer the corresponding state of distraction. Images are extracted from short videos with a resolution of 640x480 pixels and image processing techniques such as color space transformation and histogram analysis are applied. A decision concerning the state of the driver is the result from a multilayer perceptron-type neural network with all extracted features as inputs. Achieved performance is 90% for a controlled environment screening test and 86% in real environment, with an average response time of 30 ms

En este artículo se presenta el formalismo de especificación de sistemas a eventos discretos (DEVS), en sus configuraciones atómica y acoplada. Este formalismo es utilizado en el modelamiento y simulación de sistemas que responden a eventos discretos. Inicialmente, en este trabajo se realiza una presentación de los sistemas de eventos discretos y sus aplicaciones. Luego de esto, se realiza una descripción del formalismo, en función del modelo y la simulación de procesos industriales, teniendo en cuenta el cambio en los tiempos de servicio de estaciones que trabajan de manera acoplada. Finalmente se presenta un caso de estudio, el cual es modelado y simulado utilizando la herramienta Simevent de MATLAB®.

This article presents the Discrete Event System Specification (DEVS) formalism, in their atomic and coupled configurations; it is used for discrete event systems modeling and simulation. Initially this work describes the analysis of discrete event systems concepts and its applicability. Then a comprehensive description of the DEVS formalism structure is presented, in order to model and simulate an industrial process, taking into account changes in parameters such as process service time, each station storage systems structure and process tasks coupling. For the MatLab® simulation, the Simevents Toolbox was used for theoretical developments validation.

Em este artigo, é apresentado o formalismo de especificação de sistemas a eventos discretos (DEVS) em suas configurações atômicas e acoplados. Este formalismo é usado em modelagem e simulação de sistemas que respondem a eventos discretos. Inicialmente, em este trabalho, é realizada uma apresentação dos sistemas de eventos discretos e suas aplicações. Depois disso, é feita uma descrição do formalismo, em funcao do modelo e da simulação e de processos industriais, tendo em conta a variação nos tempos de serviço de estações que trabalham de um modo acoplado. Finalmente, se apresenta um caso de estudo, o qual é modelado e simulado utilizando a ferramenta Simevent de MATLAB®.

La teleoperación se ha convertido en una de las áreas de investigación más prolíficas, debido al gran número de aplicaciones en las que se puede aplicar el paradigma de operación remota. La teleoperación está conformada de varias disciplinas, áreas o técnicas, desde comunicaciones hasta control de sistemas y desde realidad virtual hasta procesamiento de señales digitales. Así, avances individuales en estas áreas podrían ser aplicados a la evolución de los sistemas de teleoperación. En este artículo se presenta una compilación de términos y conceptos importantes en el área. También se presenta una recopilación de los más recientes avances en sistemas de teleoperación, haciendo un especial énfasis en la telecirugía y en las investigaciones en esta área que durante los últimos años, hacen uso del procesamiento de imágenes y de la robótica cooperativa para aumentar la efectividad de los sistemas de telemedicina con el fin de incrementar la calidad de los procedimientos quirúrgicos.

Teleoperation had become one of the most prolific areas of research due to the great number of applications in which the remote operation paradigm can be applied. Teleoperation is made from several disciplines, areas or techniques, ranging from communications to systems control and from virtual reality to digital signal processing. Hence, individual advancements in these areas could be applied to developments in teleoperation systems. This article presents a compilation of important terms and concepts. It also presents a compilation of the state of the art in teleoperation systems, with special emphasis in telesurgery applications and related research studies in the area comprising image processing and cooperative robotics, which have been used to increase the effectiveness in telemedicine systems and to increase the quality of surgical procedures.

A teleoperação tornou-se uma das áreas mais prolíficas de pesquisa, devido ao grande número de aplicações em que se pode aplicar o paradigma de operação remota. A teleoperação consiste em várias disciplinas, áreas ou técnicas, desde comunicação até controle de sistemas e desde realidade virtual até processamento de sinal digital. Assim, o progresso individual nestas áreas pode ser aplicado ao desenvolvimento de sistemas de teleoperação. Este artigo fornece uma compilação de termos e conceitos importantes apresentados na área. Também apresenta-se uma coleção dos mais recentes avanços nos sistemas de teleoperação, com especial ênfase na telesurgery e investigação nesta área nos últimos anos, fazendo uso de processamento de imagens e robótica cooperativa para aumentar a eficácia sistemas de telemedicina, a fim de aumentar a qualidade de procedimentos cirúrgicos.

Resumen Por medio de este artículo se explorarán las técnicas más sobresalientes utilizadas actualmente para la detección del habla sub-vocal tanto en personas con parálisis cerebral como para aplicaciones comerciales (por ejemplo, permitir la comunicación en lugares ruidosos). Las metodologías expuestas se ocupan de adquirir y procesar las señales del habla desde diferentes niveles de su generación, de esta manera se presentan métodos que detectan y analizan señales desde que estas son producidas como impulsos neuronales en el cerebro, hasta que llegan al aparato fonador ubicado en la garganta, justo antes de ser pronunciadas. La calidad de la adquisición y procesamiento dependerá de varios factores que serán analizados en las siguientes secciones. La primera parte de este artículo constituye una breve explicación del proceso completo de generación de voz. Posteriormente, se exponen las técnicas de adquisición y análisis de las señales del habla sub-vocal, para finalmente incluir un análisis de las ventajas y desventajas que estas presentan para su posible implementación en un dispositivo para la detección del habla sub-vocal o lenguaje silencioso. Los resultados de la investigación realizada demuestran cómo la implementación del micrófono NAM (Non-audible Murmur) es una de las alternativas que aporta mayores beneficios no solo para la adquisición y procesamiento de las señales, sino para la futura discriminación de los fonemas del idioma español.

Abstract This paper explores the most important techniques currently used to detect sub-vocal speech in people with cerebral palsy as well as for commercial purposes, (e.g. allow communication in very noisy places). The methodologies presented deal with speech-signal acquisition and processing. Signal detection and analysis methods are described throughout the whole speech process, from signal generation (as neural impulses in the brain) to the production sound in the vocal apparatus (located in the throat). Acquisition and processing quality depends on several factors that will be presented in various sections. A brief explanation to the whole voice generation process is provided in the first part of the article. Subsequently, sub-speech signal acquisition and analysis techniques are presented. Finally, a section about the advantages and disadvantages of the various techniques is presented in order to illustrate different implementations in a sub-vocal speech or silent speech detection device. The results from research indicate that Non-audible Murmur Microphone (NAM) is one of the choices that offer huge benefits, not only for signal acquisition and processing, but also for future Spanish language phoneme discrimination.

Los sistemas de prototipado rápido son ampliamente usados en el desarrollo de productos en diferentes industrias, ya que permite configurar prototipos iniciales, probarlos bajo condiciones reales y optimizarlos con efectividad en tiempo y costo, sin mayor desarrollo de hardware. Con el concepto de Hardware-in-the-loop (HIL), se pueden emular condiciones de operación de un sistema real, llevándolo a un modelo matemático embebido en un sistema electrónico. Este trabajo muestra la implementación de una planta térmica en una FPGA que emula el comportamiento real y permite evaluar los alcances y beneficios de la técnica HIL. Por otro lado, se diseñó un controlador tipo PID en el software LabView®, que reguló la dinámica de la planta embebida usando comunicación serial. Se hizo una comparación entre el experimento y una simulación en Matlab® Simulink para validar el desempeño del sistema con los parámetros de diseño.

Rapid prototyping systems are widely used in product development in the different industries. They provide the ability to set up the initial prototypes, test them under real conditions, and optimize them time- and cost-effectively, without extensive hardware development. Following the Hardware-in-the-loop concept, the operation conditions of a real system can be emulated by means of a mathematical model, embedded in an electronic device. This paper shows a thermal plant implementation in a FPGA, which emulates the real behavior and allows to assess the scope and benefits of HIL technique. On the other hand, a PID controller was designed in LabView® to regulate the dynamics of the embedded plant by serial communication. A comparison was made to validate the system performance based on the design parameters.

Este artículo presenta el modelado, diseño y construcción de un cohete tipo aficionado de bajo costo, empleando un sistema de control activo por medio de una tobera móvil para lograr una mayor estabilidad. Se plantean los métodos y procedimientos utilizados en el experimento, desarrollando el análisis, simulación e implementación de un prototipo de control para lograr una trayectoria de vuelo.

This paper presents the modeling, design and construction of a Rocket amateur of low cost, using an active control system through a mobile nozzle to achieve greater stability. Here describes the methods and procedures used in the experiment, developing the analysis, simulation and implementation of a prototype control for achieve a flight path.