Ciencias Exactas y Ciencias de la Salud
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11285/551039
Pertenecen a esta colección Tesis y Trabajos de grado de las Maestrías correspondientes a las Escuelas de Ingeniería y Ciencias así como a Medicina y Ciencias de la Salud.
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- Framework Development for the Communication System of an Interactive Space with Biometric Sensors for Emotion Recognition(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2019-12) López Aguilar, Ariel Alejandro; LOPEZ AGUILAR, ARIEL ALEJANDRO; 886598; Bustamante Bello, Martín Rogelio; tolmquevedo, emipsanchez; Cruz Gómez, Enríque; Molina Espinosa, José Martín; Escuela de Ingeniería y Ciencias; Campus Ciudad de México; Navarro Tuch, Sergio AlbertoDomotics seeks to generate a sense of well-being in society through the integration of different task to facilitate the tasks in the home area; however, it can go further using services that positively affect the user’s emotional state. In Emotional Domotics, it is sought the development of home automation systems that integrate biometric systems for the emotion recognition to generate an ideal scenario for the user to benefit their mental health or to improve its academic or working performance. To achieve this objective, it must first be generated a communication system that is compatible with biometric sensors. Throughout this document it is presented the process of emulation of the communication protocol of the international KNX standard for home automation to create a system compatible with biometric sensors for the recognition of emotions. On the other hand, it is presented a case of application of interactive spaces for the evaluation of products through user experience using emotion recognition systems. Finally, it is presented the validation of the effectiveness of the communication system as well as the results of the tests focused on the evaluation of the user experience.
- Diseño de un dinamómetro eléctrico para motores de hasta 100 HP(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2019-12) Zafra Urrea, Ronald Miguel; Santana Diaz, Alfredo; RR/tolmquevedo; Calderón Nájera, Juan de Dios; Hernández Castillo, David; Escuela de Ingeniería y Ciencias; Campus TolucaEl desarrollo de las investigaciones acerca de vehículos eléctricos ha permitido que la industria automotriz haya emprendido la generación de nuevas tecnologías, con el propósito de reemplazar los motores a combustión por propulsados con electricidad. Estos motores son evaluados en dinamómetros de los cuales se ponen a prueba entre otras, el desempeño mecánico del motor. Las tecnologías de carga varían. Un ejemplo es el dinamómetro hidráulico, capaz de crear una carga sobre el motor al retener un líquido en un sistema diseñado para dicho propósito. Este trabajo contiene el diseño completo de un dinamómetro hidráulico de aceite ingenieril para motores de propósito automotriz de hasta 100 caballos de potencia, donde se diseñan elementos estructurales bajo cargas estáticas y dinámicas (primeros modos de falla), se seleccionan componentes hidráulicos según los cálculos requeridos y se diseña e implementa un circuito electrónico de potencia para su posterior ensamble y puesta a punto. Finalmente, bajo la norma IEEE 112 del año 2017, se aplican pruebas de desempeño mecánico y eléctrico del motor a lo largo de un rango de velocidades propuestos, siendo comparados con las curvas que el proveedor del motor eléctrico suministra, demostrando la validez del dinamómetro construido.
- Estudio paramétrico de la obtención de películas delgadas de ZnO obtenidas mediante pulverización catódica reactiva(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2019-11-25) Morales Jiménez, Oscar Bernardo; MORALES JIMENEZ, OSCAR BERNARDO; 887073; Salas Martínez, Olimpia; puemcuervo; Melo Máximo, Dulce Viridiana; Escuela de Ingeniería y Ciencias; Campus Estado de México; Melo Máximo, LizbethEl presente trabajo aborda el efecto que tienen los diferentes parámetros del proceso de pulverización catódica reactiva asistida por magnetrón sobre la orientación, composición y morfología de películas delgadas bicapa de Zn/ZnO. Para llevar a cabo el análisis del efecto de los parámetros se llevó a cabo la variación de un parámetro a la vez con el fin de identificar sus efectos por separado. Los resultados obtenidos fueron utilizados para determinar experimentalmente los valores de los parámetros que permitirían obtener la mayo orientación (002) de ZnO para el posterior uso de las películas delgadas como sustratos de biosensores de onda acústica de superficie. Los resultados experimentales muestran que la orientación varía de forma no lineal con el cambio el los parámetros, una relación similar se aprecia con la morfología y el espesor de las películas, sin embargo, la composición no mostró cambios importantes en el rango estudiado.
- Flight and Visual Tracking Control for a Quadrotor UAV Via Image-Based Visual Servoing(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2019-11) Miranda Moya, Jesús Armando; Gordillo Moscoso, José Luis; emimmayorquin; Dzul López, Alejandro Enríque; School of Engineering and Sciences; Campus Monterrey; Castañeda Cuevas, HermanUnmanned aerial vehicles are flying machines that have been used for civilian and military applications due to their properties and abilities. They combine data from accelerometers, gyros and, GPS for positioning purposes. The reliability of the navigation and location system of the aerial vehicle depends on the number of satellite signals the GPS sensor detects. These signals become weak or null if the robot is moving under certain conditions, such as cloudy skies; or in areas like closed spaces, and zones surrounded by skyscrapers or dense vegetation. Image-based visual servo-systems stand as a possible alternative for the autonomous navigation in GPS-denied environments due to its low computational cost, minimal hardware and multiple ways to complete a determined task safely. They use visual data from cameras along with information from the inertial measurement unit to estimate the position of the drone for navigation tasks. Target-tracking applications for unmanned aerial vehicles refer to those systems that make a flying robot locate over a steady object, or follow the course of a mobile objective from a desired pose. These are useful in surveillance and inspection operations, like target-approaching and landing maneuvering, vehicle chasing, and examining of power lines, structures, and wind-power generators. This dissertation introduces the design and implementation of a robust image-based visual target tracking control for a quadrotor unmanned aerial vehicle subjected to perturbations. Information regarding the position of the quadrotor is directly extracted from the image projection of the target through a virtual camera scheme and used as feedback for the dynamics of the robot. Due to its properties and finite-time convergence, an adaptive sliding mode controller is combined with the visual servoing strategy to improve its robustness against bounded disturbances and uncertainties. The adaptive gain from the sliding mode scheme grants the necessary control effort to keep the system stable, whether a perturbation exists or not. The stability of the proposal is guaranteed by a closed-loop analysis employing Lyapunov theory. Simulations and experiments validate the benefits and performance of the robust visual servo controller when tracking a static and dynamic target.
- Identifying models of DNA polymorphisms associated with alzheimer’s disease using step-wise and genetic algorithms from GWAS data(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2019-05) Romero Rosales, Brissa Lizbeth; ROMERO ROSALES, BRISSA LIZBETH; 861461; TREVIÑO ALVARADO, VICTOR MANUEL; 205076; Treviño Alvarado, Víctor Manuel; Vallejo Clemente, Edgar Emmanuel; Moreno Treviño, María Guadalupe; Escuela de Ingeniería y Ciencias; Campus MonterreyAlzheimer's disease is a neurodegenerative disorder that involves cognitive deterioration accompanied by memory loss and inability to reason, affecting the patient's ability to carry out daily activities. This disorder is caused by genetic, environmental and lifestyle factors. The determination of the genetic factors is very important because the disease can be prognosticated and therefore treated before it appears. However, despite research efforts and many putative detections using univariate analyses, only the APOE gene has been plentiful validated as a risk factor associated with late-onset Alzheimer's disease. Thus, the problem of missing heritability arises, implying that only one gene does not determine the heritability of a disorder, but the combined effect of genes could better explain it. Genome-Wide Association Studies (GWAS) traditionally use univariate techniques to determine the association between markers and diseases. This research proposes the use of machine learning techniques based on GWAS data to identify sets of polymorphisms that maximize discrimination between cases and controls. This document explains the traditional strategies and theoretical bases that support this research. It presents previous works that apply multivariate methods for the prediction of different diseases and treatments, and their most representative characteristics are considered the basis to inspire a new solution. The proposed methodology includes obtaining genetic data and a pre-processing stage. Afterward, the process involves several quality control procedures that filter samples and SNPs to reduce the number of false positives and false negatives. Next, a chi-squared association test with kinship correction is performed to pre-select markers. Predictive models are built using wrapper and embedded computational methods. The first wrapper method used is BSWiMS, which is based on statistics and procedures of forward and backward selection to generate a logistic model. Its best AUC was 0.689. The second wrapper method used is based on stochastic search and was an ensemble of Genetic Algorithms coupled to a Support Vector Machine classifier followed by a Forward Selection that achieved a maximum AUC of 0.716. The third algorithm used is LASSO, one of the most well-known embedded methods, which use L1-regularization and performs a feature selection process in the training stage of the model. This classifier achieved an AUC of 0.8005. This study incorporates the analysis of poorly classified samples in predictive models as a strategy to build higher predictive models. The best result obtained with the mixed model of the variants of previous models outperformed the others with an AUC of 0.842. This result is promising since the model generated with LASSO showed the highest discrimination between classes, based solely on genetic data. The biological relevance of the markers of the models is presented through their association with their respective gene. The models replicated variants previously associated with Alzheimer's disease, especially on chromosome 19 close to the APOE gene.
- Metodología para asegurar la calidad en la etapa de preparación en proyectos de nuevos productos y procesos(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2019-04-03) Obregón de la Garza, Carlos Fernando; OBREGON DE LA GARZA, CARLOS FERNANDO; 845051; Loera Hernández, Imelda de Jesús; puemcuervo, emipsanchez; Padilla Ríos, Ricardo; Rodríguez Prado, José Luis; Escuela de Ingeniería y Ciencias; Campus MonterreyEl objetivo de este proyecto de investigación es definir las debilidades existentes en el sistema de preparación de nuevos productos a través del análisis de los problemas de calidad encontrados en las partes automotrices manufacturadas en el período fiscal del año 2015 al 2017, y definir una mejora sistemática para la prevención de problemas de calidad. El proyecto de investigación se realizó en 7 proyectos de la división de componentes del tren motriz de la empresa DENSO México planta Apodaca. Los resultados indican que las principales causas de los problemas actuales son la falta de análisis de cambios del producto y proceso, la falta de un análisis de riesgo a lo largo de todo el proyecto, y el no estandarizar el plan maestro de actividades para cada proyecto. El sistema de preparación de nuevos productos fue mejorado sistemáticamente al introducir un plan estándar para la administración de proyectos el cual tiene el objetivo de identificar riesgos de manera oportuna. Además, se definió una metodología para el análisis de puntos de cambio y la definición de las actividades a realizar en base a los riesgos potenciales.
- Mining contrast patterns from multivariate decision trees(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2018) Cañete Sifuentes, Leonardo Mauricio; Monroy, Raúl; emimmayorquin; Jair Escalante, Hugo; Conant Pablos, Santiago Enrique; Loyola González, Octavio; Escuela de Ingeniería y Ciencias; Campus Estado de México; Medina Pérez, Miguel AngelCurrently, there is a growing interest in the development of classifiers based on contrast patterns (CPs); this is partly due to the advantage of them being able to explain a classification result in a language that is easy to understand for an expert. Thorough experiments show that CP- based classifiers, when using contrast patterns extracted by miners based on decision trees, attain accuracies comparable with state-of-the-art classifiers like SVM, k-NN, C4.5, Bagging and Boosting. Existing decision tree-based miners use Univariate Decision Trees (UDTs) to extract CPs. For tree-based classification classifiers based on Multivariate Decision Trees (MDTs) achieve better accuracy than those based on UDTs. This result might be attributable to that MDTs use multivariate relations (e.g., 2height + 3weight > 40) which, in some cases, separate better the classes than the univariate relations (e.g., age > 40) that UDTs use. Our hypothesis runs parallel, but for CP-based classification: using CPs extracted from MDT-based miners, which we call multivariate contrast patterns, a CP-based classifier shall significantly improve on the performance of others based on UDTs. We propose an algorithm to extract, simplify and filter multivariate CPs. We make an empirical study of our proposed algorithm. We use 112 datasets, taking half of the datasets for tuning the parameters of our algorithm. To validate our hypotheses, we use the other half of the datasets as a testing set to compare our algorithm against other state-of-the-art CP miners in terms of quality, and against other state-of-the-art classifiers, in terms of classification performance. The results obtained in the testing set show that the quality of multivariate CPs, in terms of Jaccard, is significantly higher than that of CPs extracted through UDTs (univariate CPs). We also show that the classification results for CP-based classifiers are significantly better when using multivariate CPs than when using univariate CPs; which could be explained by the higher quality of multivariate CPs. The classification results for multivariate CP-based classifiers are also competitive with non-pattern-based state-of-the-art classifiers. Yet, the plus is that multivariate CP-based classifiers provide contrast patterns, which are abstract-level explanations that could help an expert to gain insights in the problem under investigation.
- Efecto de agentes reductores y/o procesamiento térmico sobre la actividad de inhibido de tripsina y solubilidad de concentrados proteicos de soya o garbanzo(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2017-12-07) Aviles Gaxiola, Sara; 1; 1; 1; Cristina Chuck Hernández; Sergio Román Othón Serna Saldívar; Jorge Alejandro Benavides Lozano; Escurla de Ingeniería y Ciencias; Campus MonterreySe evaluó el efecto de dos agentes reductores (metabisulfito de sodio o Lhcisteína) y/o tratamiento térmico (80 o 121°C) en la Actividad de Inhibidor de Tripsina (AIT) de soya y garbanzo. Las materias primas se caracterizaron desde el punto de vista fisicoquímico y además se determinó la actividad y peso molecular de los inhibidores de tripsina (ITs). En el análisis proximal se determinó que el mayor porcentaje en peso de la soya fue proteína, mientras que en garbanzo fueron los carbohidratos. Se identificó en soya un IT característico (≈ 20 kDa), mientras que en garbanzo se determinaron dos bandas electroforéticas con actividad de inhibidor no reportadas antes en la literatura (≈ 25 y 37 kDa). Al ejecutar los tratamientos de agentes reductores y temperatura, el más efectivo en soya fue la combinación de metabisulfito de sodio + 80ºC, mientras que en garbanzo fue Lhcisteína sin tratamiento térmico. Se lograron inactivaciones de 99.42 y 74.53 % respectivamente. Posterior a los tratamientos se evaluó la funcionalidad proteica de ambas materias primas. Se encontró que en soya, la solubilidad de agua se redujo en 44.24% mientras que la absorción de agua aumentó casi 4 veces respecto al control. Por otro lado, las propiedades de solubilidad e interacción con agua en garbanzo no se vieron afectadas de manera significativa. Respecto a la digestibilidad in vitro, se observó un ligero aumento en ambos materiales, sin embargo, no fue estadísticamente significativo (~1%). Tras los tratamientos de inactivación, se determinó que en garbanzo la estructura proteica secundaria no se modificó, mientras que en soya aumentó el porcentaje de ßhplegada, bucles, αhhélice y cadenas no ordenadas mientras que las estructuras agregadas se redujeron en 9%. Se obtuvo también el perfil electroforético de los concentrados proteicos tratados para inactivar IT y de la mano de los resultados anteriores, se observó que garbanzo presentó el mismo patrón de bandas con respecto a su control, mientras que la soya mostró una disminución de especies de bajo peso molecular y un incremento de las bandas por encima de 150 KDa. Al analizar los cambios a una mayor escala, la microestructura de los concentrados de soya o garbanzo no se vio afectada, mientras que las propiedades de flujo y la actividad de agua (aw) sí cambiaron de forma significativa. En conclusión, el mejor tratamiento para inactivar IT de leguminosas dependerá de la estructura propia de este factor anti nutrimental. En el caso de garbanzo el uso de Lhcisteína fue el más eficiente reduciendo la AIT, lo cual fue adecuado para mantener intactas las propiedades funcionales, la estructura secundaria y el perfil electroforético de las proteínas. En soya, el tratamiento térmico (80°C) combinado con metabisulfito de sodio tuvo el mayor efecto de inactivación de IT, sin embargo, esto cambió la estructura de las proteínas, su funcionalidad y en menor medida su perfil electroforético.
- Fabricación de prótesis de mandíbula con polietileno de alta densidad por conformado incremental mono-punto(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2017-12-06) Lozano Medina, José Angel; S/n; S/n; S/n; Oscar Martínez Romero; Alex Elías Zuñiga; José Manuel Diabb Zavala; Luis Manuel Palacios Pineda; División de Ingenieria y Arquitectura Programa de Graduados en Ingeniería; Campus MonterreyEl proceso de conformado incremental mono-punto (SPIF, por sus siglas en inglés) es usado para la manufactura de productos personalizados, prototipos funcionales y su aplicación en la fabricación de prótesis metálicas ha sido probada. Sin embargo, el uso de chapa/placa hechas de material termoplástico (como el Polietileno de Alta Densidad) para la manufactura de prótesis por conformado incremental mono-punto es un proceso actualmente bajo investigación y prueba. En este marco de referencia, el objetivo del presente escrito es presentar el diseño y manufactura de prótesis de mandíbula hecha con placa de Polietileno de Alta Densidad (HDPE, por sus siglas en inglés) fabricadas por el proceso de Conformado Incremental Mono-Punto (SPIF, por sus siglas en inglés) para explicar y justificar su aplicación en la reconstrucción de mandíbula. La geometría real de la mandíbula es adquirida por tomografía computarizada (CT, por sus siglas en inglés) y manipulada con el objetivo de conseguir el archivo en modelo CAD (DICOM a modelo CAD). De ahí, es que puede generar un planear un tratamiento de reconstrucción de mandíbula y se proponga una aproximación al prototipo de la prótesis antes de la cirugía del paciente.
- Estudio de lubricación aplicada a biopolímeros utilizados para la fabricación de prótesis durante el proceso de conformado incremental monopunto(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2017-12-04) Sandoval Asimbaya, José Antonio; https://orcid.org/0000-0003-4589-4004; https://orcid.org/0000-0003-4589-4004; https://orcid.org/0000-0003-4589-4004; Martinez Romero, Oscar; Luis Manuel Palacios Pineda; Escuela de Ingeniería y Ciencias; Campus MonterreyActualmente el uso de lubricantes minerales y sintéticos se ha convertido en un problema debido al tratamiento que deben recibir después de su uso, causando un impacto ambiental por lo que las nuevas tecnologías han permitido desarrollar nuevos materiales, el uso de la nanotecnología en la lubricación permite obtener mejorar el rendimiento de diferentes lubricantes como es el caso de losaceites vegetales y la mezcla agua –glicerina convirtiéndolos en una opción para disminuir el consumo de los lubricantes base petróleo por lo cual es necesario realizar una análisis de su comportamiento en diferentes situaciones.En el presente proyecto se realizóun estudio de lubricación aplicado al conformado incremental monopunto (SPIF) utilizando como materiales polímeros biocompatibles UHMWPE y HDPE, los lubricantes empleados fueron Mezcla agua –glicerina, aceite de girasol, aceite mineral, de los cuales a la mezcla agua –glicerina y aceite de girasol se añadieron nanopartículas de óxido de silicio (SiO2) con una concentración de 25 por ciento en peso, la concentración fue tomada de un trabajo previo realizado por (Diabb et al. 2017).Se determino los parámetros variables de acuerdo a trabajos previos los cuales mencionan que al incrementarse la temperatura del proceso ayuda la formabilidad, además disminuye la fuerza necesaria para deformar plásticamente el material, es por tal razón que para este estudio se evaluó el desempeño del lubricante a diferentes velocidades de giro de la herramienta, sometiendo al lubricante a diferentes regímenes de lubricación, los cuales son analizados mediante la curva típica Stribeck, la cual relaciona el indicador de fricción y el número de Sommerfeld.Al usar distintos lubricantes los cuales son usados en un proceso de manufactura se espera tener diferentes rugosidades superficiales lo cual estárelacionado directamente con el desgaste, los lubricantes son expuestos a cargas elevadas debido a que el material se lo deforma plásticamente, lo cual produce un cambio en la viscosidad del lubricante, provocando que en cierto momento la película de lubricación sea muy delgada lo que conlleva a que las superficies entren en contacto produciendo una deformación plástica en la superficie del material sin medio de lubricación provocando la formación de partículas de desgaste, Se observo que el desempeño del aceite de girasol fue similar al del aceite mineral en términos de fricción y rugosidad superficial, esto se debe a la cantidad de ácidoesteárico presente en el aceite vegetal el cual estárelacionado directamente con la fricción y el desgaste.