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Ilustraciones a color, tablas Los sistemas de realidad virtual y aumentada son tecnologías que han impuesto nuevas formas de interacción entre los usuarios y entornos simulados por computadora. Con diversos campos de aplicación, estos sistemas han demostrado tener potencial en el sector industrial para apoyar el entrenamiento de trabajadores en múltiples sectores. Sin embargo, se hace necesario desarrollar interfaces hombre-máquina cada vez más intuitivas y menos invasivas para lograr un alto impacto y aceptación por parte de los usuarios. Los guantes hápticos son dispositivos modernos alineados con este objetivo, pues gracias a un conjunto de sensores integrados, rastrean el movimiento de las manos y los dedos con precisión, permitiendo a los usuarios interactuar tanto con el mundo real a su alrededor, como con objetos virtuales agregados a la escena. A pesar de encontrar diferentes productos comercializados de este tipo, aplicaciones de realidad mixta para el sector industrial y múltiples proveedores de guantes hápticos, no existe una única solución general para diversos campos de la industria. De hecho, tampoco es posible reutilizar recursos entre proyectos debido a las grandes diferencias que enfrenta cada aplicación, en cuanto a requerimientos, herramientas y dispositivos implementados. Con el fin de aportar a la solución, en este proyecto se diseñó e implementó una librería de software para integrar rápidamente los guantes hápticos Captoglove a cualquier aplicación de realidad mixta desarrollada en Unity. Con esta librería se simplifica el desarrollo de aplicaciones dirigidas al entrenamiento industrial de trabajadores, al sintetizar el proceso de configuración, procesamiento de datos e interacción con objetos virtuales a través de gestos específicos y comúnmente encontrados en diferentes entornos de capacitación. Virtual and augmented reality systems are technologies that have imposed new forms of interaction between users and computer simulated environments. With diverse fields of application, these systems have shown potential in the industrial sector to support the training of workers. However, it is necessary to develop intuitive and less invasive human-machine interfaces to achieve high impact and acceptance by the users. Haptic gloves are modern devices aligned with this objective, because a set of integrated sensors that track the movement of the hands and fingers with precision, allowing users to interact both with the real world around them, as with virtual objects added to the scene. Despite there are different commercialized products of this type, mixed reality applications for the industrial sector and multiple suppliers of haptic gloves, there is no an unique general solution for different fields of industry. In fact, it is also not possible to reuse resources among projects due to the great differences that each application faces, in terms of requirements, tools and implemented devices. In order to contribute to the solution, a software library was designed and implemented in this project to quickly integrate Captoglove haptic gloves to any mixed reality application developed in Unity. With this library, the development of applications for industrial worker training is simplified, by synthesizing the configuration process, data processing and interaction with virtual objects through specific gestures commonly found in different training environments. Contiene anexos digitales a repositorios externos para consultar el código fuente del proyecto y videos de funcionamiento Maestría Desarrollo de recursos digitales para ambientes de realidad aumentada o virtual

Resumen: este proyecto expone el control de posición de una bola a través de la programación en Arduino, para el análisis de diferentes configuraciones del controlador PID. El caso práctico desarrollado consiste en un sistema barra y bola, el cual es un sistema no lineal e inestable. Se han implementado diferentes configuraciones del controlador PID para observar su funcionamiento y obtener conclusiones acerca de ellos. El objetivo principal de este proyecto es el de utilizar un microcontrolador para el control de una maqueta de control de posición de una bola, con el objetivo de poder acercar a los alumnos que no conocen la teoría de control o que se adentran por primera vez en este mundillo de la regulación como se puede controlar un sistema de manera real. En este caso, se va a utilizar la maqueta como método de docencia. Para ello, se ha realizado todo el control del sistema en la programación de Arduino consiguiendo un control aceptable de la maqueta, puesto que el error de posición de la bola es mínimo. Con lo cual, para que un alumno que no conozca la teoría de control pueda entender cómo funciona un controlador PID, se ha implementado una interfaz de usuario en el sistema, la cual utiliza un panel de control diseñado para conseguir una comunicación interactiva entre usuario y control de la maqueta, para así poder modificar cada una de las acciones de los controladores PID implementados y ver qué sucede en el control. Hay que decir que para la consecución del proyecto, uno de los objetivos era obtener los distintos parámetros de los controladores implementados en la programación, a través de la realización de una simulación del sistema por medio de Matlab, en la cual no se tuvo éxito, debido a las aproximaciones y linealizaciones realizadas a la hora de obtener el modelo de la planta. Por ello, las constantes utilizadas en los distintos controladores implementados en el sistema se obtuvieron mediante el método de ajuste por ensayo-error logrando buenos resultados. En general se puede decir que se han cumplido todos los objetivos impuestos al inicio, y que se han adquirido diferentes conocimientos acerca de diferentes materias que antes se desconocían. De todo el proceso de estudio y diseño, se presentan varias conclusiones y se proponen algunas líneas de mejora, como pueda ser realizar una interfaz de usuario gráfica que proporcione el comportamiento del sistema en tiempo real. Laburpena: proiektu honek bola bateko posizioaren kontrola azaltzen du, Arduinoaren programazioaren bidez kontrolatzaile desberdin analizatzeko. Garatutako kasu praktikoa barra eta pilota sistema bat da, sistema hau sistema ez lineal eta ezegonkorra da. PID-a kontrolatzailearen konfigurazio desberdinak inplementatu dira bere funtzionamendua ikusteko eta ondorioak haiei buruz lortu ahal izateko. Proiektu honen helburu nagusia, mikrokontrolatzaile bat ondo erabiltzea da maketa baten kontrola kontrolatzeko, honekin kontrolaren teoria ezagutzen ez duten edo lehen aldiz sartzen diren ikasleei hurbiltzeko. Kasu honetan, maketa irakaskuntza metodo gisa erabiliko da. Horretarako, sistemaren kontrol guztia Arduino programazioan burutu da, maketaren kontrol onargarria lortuz, zeren eta, pilotaren posizio errorea oso txikia baita. Honen bidez, kontrol-teoria ezagutzen ez duen ikasle batek PID kontroladorea nola funtzionatzen duen ulertu ahal izango du, horretarako erabiltzaile-interfazea inplementatu da sisteman, erabiltzailearen eta maketa kontrolaren arteko komunikazio interaktiboa lortzeko aginte-panel bat diseinatu da, horrekin kontrolatzaileen akzioetako bakoitza aldatu ahal izateko esta zer gertatzen den kontrolean ikusteko. Proiektuaren lorpenerako esan behar da, helburuetako bat programan ezarritako kontrolagailuen parametroak lortzea izan zen, Matlab-en bidez sistemaren simulazio bat eginez, arrakasta gabe, sistema fisikoaren modeloa lortu ahal izateko egindako hurbilketak eta linealtasunak direla eta. Hori dela eta, sisteman ezarritako kontrolagailu desberdinetan erabiltzen diren konstanteak akats-doikuntza metodoaren bidez lortu ziren, emaitza onak lortuz. Oro har, hasieran ezarritako helburu guztiak bete direla esan daiteke, eta lehenago ezezagunak ziren hainbat gairi buruzko ezagutzak eskuratu direla esan daiteke. Azterketa eta diseinu prozesu osoari esker, hainbat ondorio aurkezten dira eta hobekuntza bide batzuk proposatzen dira, esate baterako, erabiltzaile-interfaze grafiko bat sisteman inplementatzea, sistemaren portaera denbora errealean ikusi ahal izateko. Abstract: this project exposes the control of position of a ball through the programming in Arduino, for the analysis of different configurations of the PID controller. The practical case developed consists of a bar and ball system, which is a non-linear and unstable system. Different configurations of the PID controller have been implemented to observe its operation and draw conclusions about them. The main objective of this project is to use a microcontroller to control a model of ball position control, with the aim of bringing students who do not know control theory understand how to control a system in a way real. In this case, the model will be used as a teaching method. For this, all the control of the system has been carried out in the Arduino programming, obtaining an acceptable control of the model, since the position error of the ball is minimal. To achieve the aforementioned objective, a user interface has been implemented in the system, which uses a control panel designed to achieve an interactive communication between user and control of the model, in order to modify each of the actions of the controllers PID implemented and see what happens in the control, and so the user can draw conclusions from each of the parameters of the different implemented PIDs. It must be said that for the achievement of the project, one of the objectives was to obtain the different parameters of the controllers implemented in the programming, through the realization of a simulation of the system by means of Matlab, in which there was no success, due to the approximations and linearizations made when obtaining the model of the plant. For this reason, the constants used in the different controllers implemented in the system were obtained by the trial-error adjustment method, achieving good results. In general, it can be said that all the objectives imposed at the beginning have been met, and that different knowledge about different subjects that were previously unknown was acquired. Due to the study and design process, several conclusions are presented and some lines of improvement are proposed, such as implementing a graphical user interface that provides the behavior of the system in real time.

El objetivo de la comunicación es presentar la experimentación realizada en el ámbito de la robótica artística desde su vertiente crítico-social. El artista Carlos Corpa aparece como un exponente fundamental en esta línea de trabajo, con sus creaciones maquínicas figurativas interactivas. The goal of communication is to present the experimentation in the field of robotics since its slope artistic-social critic. The artist Carlos Corpa exponent appears as a key in this line of work, with its figurative machinic interactive creations.

Se presenta el desarrollo, aplicación y validación de una metodología para la evaluación de la usabilidad de interfaces de sistemas de supervisión industrial. Se exponen los aspectos fundamentales de evaluación de usabilidad de sistemas basados en software y se explica la metodología. La metodología fue aplicada en un laboratorio a varias interfaces de supervisión de un proceso de dosificación de líquidos. El sistema es utilizado para determinar la valoración de la interfaz de supervisión de la interacción entre el operador y el proceso. Las valoraciones sirvieron para clasificar la usabilidad de las interfaces. Para comprobar la validez de la metodología, se realizó una prueba de hipótesis frente a otras dos metodologías tradicionales: inspección por el experto e indagación a los usuarios. Se determinó que la metodología propuesta es equivalente a los otros dos métodos, pero tiene la ventaja de ser completamente automatizada. The development, application and validation of a methodology for usability evaluation of interfaces of industrial supervision systems are presented. The fundamental aspects of usability evaluation software based systems are described and the methodology is presented. The methodology was applied in a laboratory to monitor various interfaces of a liquid dosing process. The system is used to determine the value of the supervision interface for the interaction between the operator and the process. The ratings were useful for classifying interface usability. To check the validity of the methodology, a hypothesis test was done and results compared to two traditional methods: expert inspection and inquiry to users. It was determined that the proposed methodology is equivalent to the other two methods, but it has the advantage of being completely automated.

El presente trabajo muestra el diseño e implementación de una herramienta computacional para identificación de sistemas dinámicos mediante aplicación de la tecnología de las Redes Neuronales Artificiales. El Neuro-Identificador de Sistemas (NIS), presenta dos componentes principales: un hardware de estímulo y adquisición de señales, y una interfaz humano-máquina, que ha sido desarrollada bajo arquitectura PC empleando la herramienta MATLAB®. El NIS permite obtener un modelo aproximado que se ajusta a la dinámica de la planta real, que posteriormente puede ser evaluado en lazo abierto. El NIS genera automáticamente funciones de transferencia de Primer Orden Más Tiempo Muerto (P.O.M.T.M.), y funciones de transferencia de segundo orden si la respuesta del sistema es sub-amortiguada. El sistema ha sido aplicado en la identificación de modelos bajo entorno de simulación y de circuitos eléctricos de primer y segundo orden. Los modelos obtenidos satisfacen las hipótesis, obteniéndose un factor de correlación cuadrática multivariable de 0.9670 en la estimación de un sistema de primer orden. This paper shows the design and implementation of a computational tool for dynamical system identification by applying the technology of Artificial Neural Networks. The Systems Neuro-Identifier (NIS), has two main components: a stimulation and data acquisition hardware, and a human-machine interface. The NIS automatically generates first order transfer functions plus dead time (F.O.P.D.T.) and second order transfer functions if the system response is sub-damped. The tool has been applied in the identification of models under simulation environment and electrical circuits of first and second order. The models obtained matched the hypotheses regarding the dynamics of the plants identified, obtaining a cuadratic multivariable correlation factor of 0.9670 in the first order identified systems.

En este trabajo se presenta una nueva metodología para el reconocimiento automático de gestos de la boca orientada al desarrollo de una interfaz hombre-máquina para el comando de endoscopios. Dicha metodología comprende etapas comunes a la mayoría de sistemas de visión artificial, como lo son el tratamiento de la imagen y la segmentación, además de un método para el mejoramiento progresivo del etiquetado resultante de la segmentación inicial. A diferencia de otras aproximaciones, la metodología propuesta se adecua a gestos bucales y que no implican movimientos de la cabeza. A lo largo del documento se presta especial interés a la etapa de segmentación, ya que es ésta la que presenta mayores retos en el reconocimiento de gestos / Abstract: This document presents a series of elements for approaching the task of segmenting mouth structures in facial images, particularly focused in frames from video sequences. Each stage is treated separately in different chapters, starting from image pre-processing and going up to segmentation labeling post-processing, discussing the technique selection and development in every case. The methodological approach suggests the use of a color based pixel classification strategy as the basis of the mouth structure segmentation scheme, complemented by a smart pre-processing and a later label renement. The main contribution of this work, along with the segmentation methodology itself, is based in the development of a color-independent label renement technique. The technique, which is similar to a linear low pass filter in the segmentation labeling space followed by a non-linear selection operation, improves the image labeling iteratively by filling small gaps and eliminating spurious regions resulting from a prior pixel classification stage. Results presented in this document suggest that the rener is complementary to image pre-processing, hence achieving a cumulative effect in segmentation quality. At the end, the segmentation methodology comprised by input color transformation, pre-processing, pixel classification and label renement, is put to test in the case of mouth gesture detection in images aimed to command three degrees of freedom of an endoscope holder. Tesis realizada conjuntamente con el Institut National des Sciences Apliquées INSA de Lyon Laboratoire Ampère (UMR5005) Maestría

En este artículo se propone un nuevo método para el comando de tres grados de libertad de un robot manipulador, por medio de gestos de la boca. Las diferentes posiciones son registradas en secuencias de video, las cuales son procesadas y clasificadas en tiempo real. Se utilizan diferentes técnicas de procesamiento de imágenes a cada cuadro, para lograr la adecuada segmentación y caracterización del área de la boca. Posteriormente, se utiliza la información de clasificación en una máquina de estados que estabiliza la detección del gesto e interactúa con la interfaz de comando del robot, indicándole la operación a realizar. Los resultados obtenidos muestran que la metodología propuesta es altamente efectiva para aplicaciones en tiempo real, siendo lo suficientemente rápida y adecuada para la detección de las posturas seleccionadas. In this paper, a novel approach for the mouth-gestures based command of three degrees of freedom of a robot is proposed. The different selected gestures are recorded in video sequences, which are processed and classified in real time. Several image processing techniques are applied in each frame, in order to achieve an appropriate feature extraction and classification of gestures. After that, the output of the classifier is used as the input of a state machine which stabilizes the command selection and sends the selected operation to the robot’s command interface. The method shows to be very effective for real time applications, giving both enough speed and good gesture detection.