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PyMCGPU-IR is an innovative occupational dose monitoring tool for interventional radiology procedures. It reads the radiation data from the Radiation Dose Structured Report of the procedure and combines this information with the position of the monitored worker recorded using a 3D camera system. This information is used as an input file for the fast Monte Carlo radiation transport code MCGPU-IR in order to assess the organ doses, Hp(10) and Hp(0.07), as well as the effective dose. In this study, Hp(10) measurements of the first operator during an endovascular aortic aneurysm repair procedure and a coronary angiography using a ceiling suspended shield are compared to PyMCGPU-IR calculations. Differences in the two reported examples are found to be within 15%, which is considered as being very satisfactory. The study highlights the promising advantages of PyMCGPU-IR, although there are still several improvements that need to be implemented before its final clinical use.

© 2023 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works. In this work, the trajectory tracking problem of an autonomous racing electrical vehicle is addressed. Accordingly, a two-layer control scheme is developed, such that stability, recursive feasibility, and constraint satisfaction are guaranteed. The outer layer includes a zonotopic tube-based predictive control to ensure trajectory tracking while minimizing energy consumption considering the state of charge of the vehicle’s battery. Meanwhile, the inner layer combines a linear quadratic zonotopic controller with a zonotopic Kalman filter to reduce the effect of exogenous disturbances and modeling errors. Moreover, for control and estimation purposes, a data-driven Takagi–Sugeno (TS) model trained by an adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) is employed. To illustrate the performance of the proposed control scheme, a simulated 1/10 Scale RC car is used. This work was in part by the Spanish State Research Agency (AEI) and the European Regional Development Fund (ERFD) through the project SaCoAV (ref. MINECO PID2020- 114244RB-I00), in part by the European Regional Development Fund of the European Union in the framework of the ERDF Operational Program of Catalonia 2014-2020 (ref. 001-P-001643 Looming Factory), and in part by the DGR of Generalitat de Catalunya (SAC group ref. 2017/SGR/482), and in part by the FI AGAUR under Grant 2021FI-B1 00097.

This paper addresses the post-fault selection of an actuators configuration for flow-based networks with back-up components. The proposed reconfiguration methodology consists of an offline and an online phase. On the one hand, an offline analysis looks for the minimal configurations for which the economic cost of the (best) steady-state trajectory that can be achieved using a robust model predictive control (MPC) policy is admissible. On the other hand, at fault detection time, an online search for the best actuators configuration to cope with the transient induced by the fault is conducted in the superset of each minimal configuration calculated offline. With this strategy, the final new configuration is computed by sequentially solving a set of mixed-integer programs whose constraints are derived from single-layer robust MPC schemes coupled with local controllers designed for the a priori minimal configurations identified offline. A portion of a water transport network is used to show the performance the proposed solution.

© 2022 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting /republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works This paper proposes a new adaptive estimation approach to online estimate the model parameters of a piezoelectric cantilever beam. The beam behavior is firstly modeled using partial differential equations (PDE) considering the Kelvin-Voigt damping. To facilitate the estimation of unknown model parameters, the Galerkin’s method is introduced to extract desired vibration modes by separating the time and space variables of the PDE. Then, considering two major vibration modes, the corresponding system model can be represented by a fourth-order ordinary differential equation (ODE). Finally, by using measured input and output information, a novel adaptive parameter estimation strategy is introduced to estimate the unknown parameters of the derived ODE model in real time. For the purpose of driving the parameter updating law, the estimation error is extracted by using an auxiliary variable and a time-varying gain. Consequently, the convergence of the parameter estimation error is rigorously proved based on the Lyapunov theory. Simulations and experimental results show the validity and practicability of the proposed estimation method.

This paper presents a novel observer architecture capable to estimate online the concentrations of the four vanadium species present in a vanadium redox flow battery (VRFB). The proposed architecture comprises three main stages: (1) a high-gain observer, to estimate the output voltage and its derivatives; (2) a dynamic inverter, to obtain a set of concentration candidate solutions; and (3) a static selector, to determine the actual concentrations. The methodology does not rely on the classic assumption of balanced electrolytes, thus significantly widening the application range in comparison with most of the literature previous studies. Furthermore, to perform the estimation, only a single voltage and current measurements are required, which eliminates the need of including complex and costly additional sensors. To validate the proposal, comprehensive simulation tests are conducted. These tests take into account typical side reactions that cause imbalance in VRFB systems, such as vanadium crossover and oxidation. The observer shows a remarkable performance when dealing with these realistic conditions, allowing to estimate with high accuracy and robustness the four vanadium concentrations, the State of Charge and the State of Health with a relative error below 2%. The project that gave rise to these results received the support of a fellowship from ”la Caixa” Foundation (ID 100010434). The fellowship code is LCF/BQ/DI21/11860023. This research was also supported by the Spanish Ministry of Science and Innovation, under the projects MAFALDA (PID2021-126001OB-C31) and MASHED (TED2021-129927B-I00). This work has been supported by the Spanish Ministry of Universities funded by the European Union - NextGenerationEU (2022UPC-MSC-93823).

We present the results of the regression contest organized for the LIBS 2022 conference. While the motivation and design of the contest are briefly presented, the work focuses on the methodologies of the three best-performing teams. The employed spectral preprocessing strategies, choice of regression models and its optimization are detailed for each team separately. The aim of the contest reflects the long-term challenges faced by quantitative laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) analysis. Thus, the contest was designed with the purpose of providing a transparent platform for comparing and evaluating the large range of data processing tools available in the LIBS literature. Namely, the contest consisted of the quantification of two major (Cr, Ni) and two minor (Mn, Mo) elements in 15 steel targets. For constructing an appropriate regression model, spectra of 42 targets were provided. The spectra were collected using a commercially available laboratory-based LIBS system and made publicly available. The contest lasted 53 days during which the teams did not receive feedback. In total, 21 teams participated out of which the three best-performing methodologies are presented here. A single linear partial least squares model and two artificial neural network regression models are presented. The corresponding feature selection strategies included emission line selection, spectral range selection, and automatized wavelength selection. Various spectral normalization strategies and data augmentation strategies are also presented. JV acknowledges the financial support provided through the grant TACR TREND 6 - FW06010042 (Research and development of an advanced interaction vacuum system for laser spectroscopy). PP and EK acknowledge the financial support provided through the grant NCK II - TN02000020 (CAEPO: Center for advanced electronics and photon optics).

Este trabajo se enfoca en el desarrollo de una herramienta automatizada para optimizar la generación de reportes y la gestión de datos dentro de una empresa. A través de la exploración de los requerimientos y las necesidades de los consultores, se formula un procedimiento con el objetivo de realizar los informes de manera más eficiente y estandarizada, ahorrando tiempo, esfuerzo y aumentando la productividad. El proyecto aborda con determinación la necesidad de automatizar procesos que se han estado realizando manualmente, con el objetivo primordial de mitigar las inconsistencias y los desafíos inherentes a este enfoque convencional. En la búsqueda por la herramienta más adecuada para ejecutar dicha automatización, se ha encontrado en el tándem de Visual Basic para Aplicaciones (VBA) y Excel una solución óptima, la cual destaca por su flexibilidad, simplicidad de mantenimiento, y su aptitud para interactuar de manera sencilla con cualquier base de datos extraída de SAP. Este estudio también detalla el uso de herramientas y funciones específicas en VBA y Excel, proporcionando una exhaustiva guía de usuario para garantizar una utilización adecuada y eficaz del sistema. Los resultados evidencian un incremento significativo en la productividad, tanto del consultor, como del programador. Asimismo, se señalan las limitaciones actuales del sistema y se proponen mejoras para futuras iteraciones. En resumen, este trabajo proporciona una solución integral para optimizar los procesos de generación de informes y gestión de datos, utilizando la programación en VBA y Excel y presentando una guía detallada para su correcta implementación y uso

L’objectiu d’aquest projecte és realitzar una simulació d’implementació IoT (Internet of Things) amb la finalitat que l’IoT sigui capaç, per si mateix, d’avisar quan es produeixin fallades, de fer incís en quin tipus de fallada es tracta i de realitzar prediccions futures. Com a cas d’estudi, per la implementació d’IoT s’ha escollit fer-la sobre un motor Brushless DC i es durà a terme mitjançant els programes de MATLAB i ThingSpeak. Aquest document conté un estudi del IoT per entendre millor la seva evolució, arquitectura, aplicacions i obstacles. També s’ha portat a cap un estudi dels motors Brushless DC per comprendre els seus components, funcionament, avantatges i aplicacions. Un cop realitzat l’estudi d’ambdues parts, s’ha dut a terme la programació del codi per realitzar la diagnosi i prognosis de fallades. A més, s’ha buscat que l’IoT sigui autònom i tingui la seva característica relació màquina a màquina, perquè no depengui de cap persona per analitzar les dades o generar avisos i prediccions El objetivo de este proyecto es realizar una simulación de implementación de IoT con el fin de que el IoT sea capaz, por sí mismo, de detectar fallas, especificar el tipo de falla y realizar predicciones futuras. Como caso de estudio para la implementación de IoT, se ha elegido realizarlo en un motor Brushless DC y se llevará a cabo utilizando MATLAB y ThingSpeak. Este documento contiene un estudio sobre IoT para comprender mejor su evolución, arquitectura, aplicaciones y obstáculos. También se ha realizado un estudio sobre los motores Brushless DC para comprender sus componentes, funcionamiento, ventajas y aplicaciones. Una vez realizado el estudio de ambas partes, se ha llevado a cabo la programación detallada para detectar fallos y realizar predicciones. Además, se ha implementado que el IoT sea autónomo y tenga su característica relación máquina a máquina, para que no dependa de ninguna persona para analizar los datos o generar avisos y predicciones The objective of this project is to perform a simulation of IoT implementation with the purpose of enabling IoT to independently detect failures, specify the type of failure, and make future predictions. As a case study for the implementation of IoT, it has been chosen to perform it on a Brushless DC motor and it will be carried out using MATLAB and ThingSpeak. This document contains a study of IoT to better understand its evolution, architecture, applications, and obstacles. A study of Brushless DC motors has also been conducted to comprehend their components, operation, advantages, and applications. Once the study of both parts has been completed, detailed programming has been carried out to perform fault detection and predictions. Additionally, it has been implemented for IoT to be autonomous and to have its machine-to-machine communication feature, so that it does not depend on any person to analyze data or generate notifications and predictions

Aquest treball aborda el disseny i muntatge d’un prototip i la creació d’un sistema original capaç de mesurar la distància a una font sonora exclusivament a partir del senyal captat per un o més micròfons i tractant aquest senyal de manera adequada, amb l’objectiu de poder aplicar aquest sistema a la determinació de l’angle existent entre un robot mòbil i una persona que interaccioni amb ell amb unes distàncies predeterminades. El senyal de la font és d’una sola freqüència, també coneguda. El disseny del prototip consta d’una primera etapa analògica, que du a terme l’amplificació, el filtrat i la rectificació del senyal, i d’una segona etapa digital que s’encarrega de convertir la lectura del nivell de pressió sonora captat a voltatge mesurable. Paral·lelament al desenvolupament del prototip hi ha una important part de presa de mesures i d’estudi de les dades obtingudes d’un model teòric com pràctic per tal d’estudiar l’abast de la fórmula de conversió que s’utilitzarà. Finalment es comprovarà el funcionament del prototip dissenyat. Com a requisit per a poder desenvolupar el projecte es contempla la recerca d’informació i l’estudi de les diverses tecnologies i aparells, així com del marc teòric que l’engloba, és a dir, tot el referent a com es transmet el so i les diverses maneres de caracteritzar-lo Este trabajo aborda el diseño y montaje de un prototipo y la creación de un sistema original capaz de mesurar la distancia a una fuente sonora exclusivamente a partir de la señal captada por uno o más micrófonos y tratando esta señal de manera adecuada, con el objetivo de poder aplicar este sistema a la determinación del ángulo existente entre un robot móvil y una persona que interaccione con él con unas distancias predeterminadas. La señal de la fuente es de una sola frecuencia, también conocida. El diseño del prototipo consta de una primera etapa analógica, que lleva a cabo la amplificación, el filtrado y la rectificación de la señal, y de una segunda etapa digital que se encarga de convertir la lectura del nivel de presión sonora captado a voltaje medible. Paralelamente al desarrollo del prototipo, hay una importante parte de toma de medidas y de estudio de los datos obtenidos de un modelo tanto teórico como práctico para estudiar el alcance de la fórmula de conversión que se utilizará. Finalmente se comprobará el funcionamiento del prototipo diseñado. Como requisito para poder desarrollar el proyecto se contempla la investigación de información y el estudio de las varias tecnologías y aparatos, así como del marco teórico que lo engloba, es decir, todo lo en lo referente a cómo se transmite el sonido y las diversas maneras de caracterizarlo This work deals with the design and assembly of a prototype and the creation of an original system capable of measuring the distance to a sound source exclusively from the signal captured by one or more microphones and treating this signal adequately, with the aim of applying this system to the determination of the existing angle between a moving robot and a person interacting with it with predetermined distances. The source signal is a single frequency, also known. The prototype design consists of a first stage analogue, which performs amplified, filtered and corrected signal, and a second stage digital which converts the reading of the level of sound pressure captured to measurable voltage. In parallel to the development of the prototype, there is an important part of taking measures and studying the data obtained from a theoretical as practical model in order to study the scope of the conversion formula to be used. Finally, the operation of the designed prototype will be checked. Research into information and the study of the various technologies and devices and the theoretical framework that includes it are a prerequisite for the development of the project, everything relating to how sound is transmitted and the various ways of characterizing it

El propòsit d'aquest projecte és el disseny i implementació d'un sistema de control d'un robot autoequilibrat. El robot pre-construït ha estat proporcionat per la universitat, així com els seus sensors, actuadors, microcontrolador i placa integrada. En aquest treball s'identifiquen les característiques físiques del robot i es desenvolupa un model en espai d'estats per la seva simulació, sobre els quals es dissenya un controlador utilitzant els mètodes de selecció de pols i control òptim o LQR. Un cop dissenyat el controlador per al model del robot, se n’han programat els components electrònics per l'adquisició de dades dels sensors, el control dels motors pas a pas i la comunicació sense fils per al registre de dades i enviament de comandes. Finalment, s'ha implementat el bucle de control i el comportament del robot ha estat avaluat en presència de pertorbacions i comparat amb les simulacions del model. El propósito de este proyecto es el diseño e implementación de un sistema de control de un robot autoequilibrado. El robot preconstruido ha sido proporcionado por la universidad, así como sus sensores, actuadores, microcontrolador y placa integrada. En este trabajo se identifican las características físicas del robot y se desarrolla un modelo en espacio de estados para su simulación, sobre los cuales se diseña un controlador utilizando los métodos de selección de polos y control óptimo o LQR. Una vez diseñado el controlador para el modelo del robot, se han programado los componentes electrónicos para la adquisición de datos de los sensores, el control de los motores paso a paso y la comunicación inalámbrica para el registro de datos y envío de comandos. Finalmente, se ha implementado el bucle de control y el comportamiento del robot ha sido evaluado en presencia de perturbaciones y comparado con las simulaciones del modelo. The purpose of this project is the design and implementation of a control system for a self-balancing robot. The pre-built robot has been provided by the university, along with its sensors, actuators, microcontroller, and integrated board. In this work, the physical characteristics of the robot are identified, and a state-space model is developed for its simulation. Based on this model, a controller is designed using pole placement methods and optimal control, also known as LQR control. Once the controller for the model has been designed, the electronic components have been programmed for sensor data acquisition, stepper motor control, and wireless communication for data logging and command transmission. Finally, the control loop has been implemented and the robot’s behaviour has been evaluated in the presence of disturbances and compared to the simulations of the model.

Remaining useful life (RUL) is the crucial element in predictive maintenance, helping to reduce significant costs in factories and avoiding production downtime. This work contributes to a non-intrusive condition monitoring to estimate the RUL of the most critical component in an electromechanical system, which does not depend on previous historical run-to-failure data. Although most of the approaches characterize the behavior of the mechanical components from a vibration analysis, this work is focused on monitoring the characteristic frequencies from the torque oscillations that are transmitted via the three-phase stator currents. In this way, several features can be extracted by processing the current signals. Modeling the behavior of the features in a healthy stage, a health indicator is proposed that measures how well a new sample fits the healthy model. This indicator is processed to ensure an indicator with a monotonically increasing trend. Therefore, a procedure is proposed to estimate the RUL by calculating multiple exponential regressions at each sampling time, considering only incremental samples. Based on a defined failure threshold and exponential regressions, a time-to-failure (TTF) non-parametric distribution is updated online, as more samples are processed, the most likely TTF is revealed over time and used to estimate RUL along with its confidence bounds. The proposed approach has been validated with three experiments performed on a run-to-failure ball-bearing testbed, lasting 65 hours, 30 hours and 180 hours. As a result, the methodology achieved high accuracy in anticipating bearing failures 50 hours, 26 hours, and 100 hours before failure; with an accuracy of 93.78%, 89.49% and 64.31%, respectively. A comparative assessment with reported approaches was carried out using the PRONOSTIA-FEMTO datasets, demonstrating the suitable performance of the proposed approach to converge faster to the real RUL with high accuracy.

As an envisioned technology for future smart city networks, this paper studies the real-time decentralized charging coordination of a fleet of plug-in electric vehicles (PEVs) under feeder capacity constraints. In particular, inspired by some ideas in the field of population games and payoff dynamics models, we propose a novel form of continuous-time primal-dual gradient dynamics and develop a real-time control method for the charging coordination of PEVs in smart city networks. The proposed method is able to coordinate the charging profiles of multiple PEVs in a decentralized fashion under a general convex optimization objective, and guarantees the satisfaction of the operational constraints of the PEVs and the feeder lines of the distribution network for all times. The optimality and asymptotic stability of the proposed dynamics are formally proven, and the advantages of the proposed method are illustrated through numerical simulations considering a fleet with several PEVs. The work of Juan Martinez-Piazuelo was supported in part by the Universitat Politècnica de Catalunya and in part by Banco Santander under Grant FPI-UPC. The work of Nicanor Quijano was supported by the U.K.-PACT Project (2019–2021), systemic perspectives on low-carbon cities in Colombia—An integrated urban modeling approach for policy and regulatory analysis. This work was supported by Project PID2020-115905RB-C21 (L-BEST) funded by MCIN/ AEI /10.13039/501100011033.

In this article, robust fault diagnosis of a class of singular delayed linear parameter varying systems is considered. The considered system has delayed dynamics with unknown time varying delays and also it is affected by noise, disturbance and faults in both actuators and sensors. Moreover, in addition to the aforementioned unknown inputs and uncertainty, another source of uncertainty related to inexact measures of the scheduling parameters is present in the system. Making use of the descriptor system approach, sensor faults in the system are added as additional states into the original state vector to obtain an augmented system. Then, by designing a suitable proportional double integral unknown input observer (PDIUIO), the states, actuator, and sensor faults are estimated. The uncertainty due to the mismatch between the inexact parameters that schedule the observer and the real parameters that schedule the original system is formulated with an uncertain system approach. In the PDIUIO, the uncertainty induced by unknown inputs (disturbance, noise and actuator, and sensor faults), unknown delays, and inexact parameter measures are attenuated in H8 sense with different weights. The constraints regarding the existence and the robust stability of the designed PDIUIO are formulated using linear matrix inequalities. The efficiency of the proposed method is verified using an application example based on an electrical circuit.

Background: T-wave (TW) morphology indices based on time-warping (dw) have shown significant cardiovascular risk stratification value. However, errors in the location of TW boundaries may impact their prognostic power. Our aim was to test the hypothesis that a weighted time-warping function (WF) would reduce the sensitivity of dw to these errors and improve their clinical significance. Methods: The WFs were proportional to (i) the reference TW (T), and (ii) the absolute value of its derivative (D). The index dw was recalculated using these WFs, and its performance was compared to the unweighted control case (C) in four different scenarios: 1) robustness against simulated TW boundaries location errors; 2) ability to retain physiological information in an electrophysiological cardiac model; 3) ability to monitor blood potassium concentration changes ([K+]) in 29 hemodialysis (HD) patients; 4) and the sudden cardiac death (SCD) risk stratification value of the TW morphology restitution (TMR) index, derived from dw, in 651 chronic heart failure (CHF) patients. Results and Discussion: The WFs led to a reduced sensitivity (R) of dw to TW boundary location errors as compared to C (median R=0.19 and 0.22 and 0.35 for T, D and C, respectively). They also preserved the physiological relationship between dw and repolarization dispersion changes at ventricular level. No improvements in [K+] tracking were observed for the HD patients (Pearsons median correlation [r] between [K+] and dw was 0.86r0.90 for T, D and C). In CHF patients, the SCD risk stratification value of TMR was improved by applying T (hazard ratio, HAR, of 2.80), followed by D (HAR=2.32) and C (HAR=2.23). Conclusions and Significance: The proposed WFs, with T showing the best performance, increased the robustness of time-warping based markers against TW location errors preserving their physiological information content and boosting their SCD risk stratification value. Results from this work support the use of T when deriving dw for future clinical applications. This work was funded by Products&TechnologyS.L. (Castellbisbal,Barcelona,Spain),and by AGAUR,Generalitat de Catalunya (Spain) grant DI001-2018 and CIBER-BBN ref:“DEKOALE”.The work was also supported by project PID2019-104881RB-I00, and PID2019-105674 RB-I00 funded bySpanish Ministry of Science and Innovation (MICINN) and FEDER, by Gobierno de Aragón (Reference Group Biomedical Signal Interpretation and Computational Simulation (BSICoS)) T39-20 Rand projects LMP94-21,LMP14121cofunded by FEDER 2014-2020 “Building Europe from Aragón”, J.R. acknowledge the “María Zambrano” fellowship support from the European Union-Next Generation EU and the support from the Marie Sklodowska-Curie grant No786833. The computation was performed at the High Performance computing platform of the NANBIOSISICTS.

This work is concerned with the design of a two-step distributed state estimation scheme for large-scale systems in the presence of unknown-but-bounded disturbances and noise. The set-membership approach is employed to construct a compact set containing the states consistent with system measurements and bounded noise and disturbances. The tightened feasible region is then provided to a moving horizon estimator that determines the optimal state estimates. Partitioning of the overall problem and coordination of the resulting subproblems are achieved using decomposition of the optimality conditions and community detection. The proposed strategy is tested on a case study based on a reactor–separator system widely used in the literature. Its performance is compared to those of centralized and distributed (without set-membership) implementations, allowing to highlight its effectiveness.

© 2022 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting /republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works Parameter estimation is vital for modeling and control of fuel cell systems. However, the nonlinear parameterization is an intrinsic characteristic in the fuel cell models such that classical parameter estimation schemes developed for linearly parameterized systems cannot be applied. In this paper, an alternative framework of adaptive parameter estimation is designed to address the real-time parameter estimation for fuel cell systems. The parameter estimation can be divided into two cascaded components. First, the dynamics with the unknown parameters are estimated by a new unknown system dynamics estimator (USDE). Inspired by an invariant manifold, this USDE is designed by applying simple filter operations such that the information of the state derivative is not required. Secondly, an adaptive law driven by the function approximation error is proposed for recovering unknown model parameters. Exponential convergence of the estimated parameters to the true values can be proved under the monotonicity condition. Finally, experimental results on a practical proton exchange membrane fuel cell system are given to verify the effectiveness of the proposed schemes.

In this letter, we propose a novel methodology for off-line generating stable Variable Impedance Controllers considering any parameter modulation law in function of exogenous signals to the robot, as e.g. the exerted force by the human in a collaborative task. The aim is to find the optimal controller according to a desired trade-off between accuracy and control effort. Each controller is formulated as a polytopic Linear Parameter Varying system consisting in a set of vertex systems at the limit operation points. Then, the stability and operating properties can be assessed through Linear Matrix Inequalities, from which an optimality index can be obtained. This index is used by a genetic optimisation algorithm to iteratively generate new controller solutions towards the best one. To exemplify our method we choose a case study of modulation laws for tasks that require a physical interaction between human and robot. Generated solutions for different trade-offs are evaluated on a object handover scenario using a 7-DoF WAM robotic manipulator., This work was supported in part by MCIN/ AEI /10.13039/501100011033 and the European Union NextGenerationEU/PRTR under the Project ROB-IN PLEC2021-007859, and in part by the European Union NextGenerationEU/PRTR through CSIC’s Thematic Platforms (PTI+ Neuro-Aging).

Many residential environments have been equipped with sensing technologies both to provide assistance to older people who have opted for aging-in-place and to provide information to caregivers and family. However, such technologies are often accompanied by physical discomfort, privacy concerns, and complexity of use. We explored the feasibility of monitoring home activity using chemical sensors that pose fewer privacy concerns than, for example, video-cameras and which do not suffer from blind spots. We built a monitoring device that integrates a sensor array and IoT capabilities to gather the necessary data about a resident in his/her living space. Over a period of 3 months, we uninterruptedly measured the living space of a typical elder person living on his/her own. To record the level of activity during the same period and obtain a ground truth for the activity, a set of motion sensors were also deployed in the house. Home activity was extracted from a PCA space moving-window which translated sensor data into the event space; this also compensated for environmental and sensor drift. Our results show that it is possible to monitor the person’s home activity and detect sudden deviations from it using a low-cost, non-invasive, system based on gas sensors that gather data on the air composition in the living space. We made the dataset publicly available at https://archive.ics.uci.edu/ml/index.php2. This work was supported by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (www.mineco.gob.es) PID2021-122952OB-I00, DPI2017-89827-R, Networking Biomedical Research Centre in the subject area of Bioengineering, Biomaterials and Nanomedicine (CIBER-BBN), initiatives of Instituto de Investigación Carlos III (ISCIII), Share4Rare project (Grant Agreement 780262), ISCIII (grant AC22/00035), ACCIÓ (grant Innotec ACE014/20/000018) and Pla de Doctorats Industrials de la Secretaria d’Universitats i Recerca del Departament d’Empresa i Coneixement de la Generalitat de Catalunya (2022 DI 014), and the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Skłodowska-Curie (grant No. 101029808). JF also acknowledges the CERCA Program/Generalitat de Catalunya and the Serra Húnter Program. B2SLab is certified as 2017 SGR 952.

Este proyecto se centra en el diseño de una estación de inspección enfocada a realizar el control de calidad de las piezas pintadas del sector de la automoción. La intención de este trabajo es recoger todas las etapas de la vida del proyecto desde su fase de concepción inicial, pasando por la selección del robot, la definición de los protocolos de comunicación entre los diferentes elementos de la celda, la fase de simulación virtual y puesta en marcha, la planificación de la implantación y finalmente los análisis económicos en cuanto a presupuesto, viabilidad económica y retorno de la inversión. Se trata de una colaboración entre ABB y Autaza en la cual el proveedor del sensor de inspección proporciona el hardware y software para efectuar dicho control de calidad y ABB es el encargado de realizar el diseño de la instalación, las simulaciones de trayectorias y alcance, realizar la integración de la comunicación PLC – ROBOT – SENSOR, etc.

This assesment presents the conceptual design of a thrust vector control system for a launch vehicle, with special attention to the definition of the guidance law, selection of sensors and actuators, the control system for the jet, and the control laws for the different stages of flight. To properly size the system, the different components have been designed based on a reference trajectory, evaluating all the necessary elements and their corresponding performance in controlling the vehicle. The primary objective of this study consist in developing, as much detailed as possible, the control loop of the vehicle without violating operational requirements. In a secondary instance, the goal is to become familiar with the phenomena that disrupt the launch vehicle's flight. The necessary calculations for the problem have been carried out in the MATLAB and Simulink environment, developing a 3-DOF trajectory simulator. Finally, the work concludes with an analysis of the system response at critical points of the trajectory. Objectius de Desenvolupament Sostenible::8 - Treball Decent i Creixement Econòmic Objectius de Desenvolupament Sostenible::9 - Indústria, Innovació i Infraestructura

Aims Atrial fibrillation (AF) has been associated with altered expression of the transcription factor Pitx2c and a high incidence of calcium release-induced afterdepolarizations. However, the relationship between Pitx2c expression and defective calcium homeostasis remains unclear and we here aimed to determine how Pitx2c expression affects calcium release from the sarcoplasmic reticulum (SR) and its impact on electrical activity in isolated atrial myocytes. Methods To address this issue, we applied confocal calcium imaging and patch-clamp techniques to atrial myocytes isolated from a mouse model with conditional atrial-specific deletion of Pitx2c. Results Our findings demonstrate that heterozygous deletion of Pitx2c doubles the calcium spark frequency, increases the frequency of sparks/site 1.5-fold, the calcium spark decay constant from 36 to 42 ms and the wave frequency from none to 3.2 min-1. Additionally, the cell capacitance increased by 30% and both the SR calcium load and the transient inward current (ITI) frequency were doubled. Furthermore, the fraction of cells with spontaneous action potentials increased from none to 44%. These effects of Pitx2c deficiency were comparable in right and left atrial myocytes, and homozygous deletion of Pitx2c did not induce any further effects on sparks, SR calcium load, ITI frequency or spontaneous action potentials. Conclusion Our findings demonstrate that heterozygous Pitx2c deletion induces defects in calcium homeostasis and electrical activity that mimic derangements observed in right atrial myocytes from patients with AF and suggest that Pitx2c deficiency confers cellular electrophysiological hallmarks of AF to isolated atrial myocytes.

Background Diabetes is one of the leading causes of death and disability worldwide, and affects people regardless of country, age group, or sex. Using the most recent evidentiary and analytical framework from the Global Burden of Diseases, Injuries, and Risk Factors Study (GBD), we produced location-specific, age-specific, and sex-specific estimates of diabetes prevalence and burden from 1990 to 2021, the proportion of type 1 and type 2 diabetes in 2021, the proportion of the type 2 diabetes burden attributable to selected risk factors, and projections of diabetes prevalence through 2050. Methods Estimates of diabetes prevalence and burden were computed in 204 countries and territories, across 25 age groups, for males and females separately and combined; these estimates comprised lost years of healthy life, measured in disability-adjusted life-years (DALYs; defined as the sum of years of life lost [YLLs] and years lived with disability [YLDs]). We used the Cause of Death Ensemble model (CODEm) approach to estimate deaths due to diabetes, incorporating 25 666 location-years of data from vital registration and verbal autopsy reports in separate total (including both type 1 and type 2 diabetes) and type-specific models. Other forms of diabetes, including gestational and monogenic diabetes, were not explicitly modelled. Total and type 1 diabetes prevalence was estimated by use of a Bayesian meta-regression modelling tool, DisMod-MR 2.1, to analyse 1527 location-years of data from the scientific literature, survey microdata, and insurance claims; type 2 diabetes estimates were computed by subtracting type 1 diabetes from total estimates. Mortality and prevalence estimates, along with standard life expectancy and disability weights, were used to calculate YLLs, YLDs, and DALYs. When appropriate, we extrapolated estimates to a hypothetical population with a standardised age structure to allow comparison in populations with different age structures. We used the comparative risk assessment framework to estimate the risk-attributable type 2 diabetes burden for 16 risk factors falling under risk categories including environmental and occupational factors, tobacco use, high alcohol use, high body-mass index (BMI), dietary factors, and low physical activity. Using a regression framework, we forecast type 1 and type 2 diabetes prevalence through 2050 with Socio-demographic Index (SDI) and high BMI as predictors, respectively. Findings In 2021, there were 529 million (95% uncertainty interval [UI] 500–564) people living with diabetes worldwide, and the global age-standardised total diabetes prevalence was 6·1% (5·8–6·5). At the super-region level, the highest age-standardised rates were observed in north Africa and the Middle East (9·3% [8·7–9·9]) and, at the regional level, in Oceania (12·3% [11·5–13·0]). Nationally, Qatar had the world’s highest age-specific prevalence of diabetes, at 76·1% (73·1–79·5) in individuals aged 75–79 years. Total diabetes prevalence—especially among older adults—primarily reflects type 2 diabetes, which in 2021 accounted for 96·0% (95·1–96·8) of diabetes cases and 95·4% (94·9–95·9) of diabetes DALYs worldwide. In 2021, 52·2% (25·5–71·8) of global type 2 diabetes DALYs were attributable to high BMI. The contribution of high BMI to type 2 diabetes DALYs rose by 24·3% (18·5–30·4) worldwide between 1990 and 2021. By 2050, more than 1·31 billion (1·22–1·39) people are projected to have diabetes, with expected age-standardised total diabetes prevalence rates greater than 10% in two super-regions: 16·8% (16·1–17·6) in north Africa and the Middle East and 11·3% (10·8–11·9) in Latin America and Caribbean. By 2050, 89 (43·6%) of 204 countries and territories will have an age-standardised rate greater than 10%.

Quan es tracta d'esports de motor, la traçada és un factor molt important en el temps per volta. L'objectiu d'aquest projecte consisteix en determinar la trajectòria a seguir al llarg d'un circuit i la velocitat a la qual recórrer-la per un Formula Student autònom. Per fer-ho, es presenten dos algoritmes amb característiques diferents en funció del temps de còmput disponible els quals milloren el temps per volta que s'obtindria al traçar pel centre de la pista. És habitual, a l'hora de dissenyar traçades, utilitzar constructes geomètrics com la curvatura o la longitud si bé la definició d'aquesta depèn només d'una altra magnitud: el temps. En el present treball es proposa optimitzar directament aquesta mètrica, i es demostra que és possible de fer-ho mitjançant algoritmes evolutius obtenint millores significatives respecte al plantejament purament geomètric. A més, s'utilitza una eina de generació aleatòria de circuits per tal de poder avaluar estadísticament els algoritmes presentats així com d'altres d'articles d'índole similar. Aquesta comparativa no només es duu a terme teòricament, sinó que s'utilitza una simulació del vehicle per comprovar la factibilitat de les trajectòries obtingudes. Als resultats es pot observar com la tècnica proposada presenta avantatges a l'hora d'obtenir el comportament desitjat així com també un millor temps per volta, és a dir, una millor traçada. When it comes to motorsports, the racing line is a crucial factor in lap time. The goal of this project is to determine the trajectory to be followed along a circuit and the velocity at which to travel it for an autonomous Formula Student vehicle. To do so, two algorithms with different characteristics based on the available computing time are presented, which improve the lap time that would be obtained by tracing the center of the track. When designing racing lines, it is common to use geometric constructs such as curvature or length, although the definition of the optimal path comes down to only one other magnitude: time. This project proposes directly optimizing this metric and demonstrates that it is indeed possible to do so using evolutionary algorithms, obtaining significant improvements over purely geometric approaches. In addition, a tool for random circuit generation is used to statistically evaluate the algorithms presented as well as other similar articles. This comparison is not only carried out theoretically but also uses a vehicle simulation to verify the feasibility of the obtained trajectories. The results show that the proposed technique has advantages in achieving the desired behavior as well as a better lap time, that is, a better racing line.

Aquesta memòria inclou la programació en llenguatge Arduino, l'aplicació mòbil en sistema android i la simulació mitjançant la interfície gràfica i diagrama de blocs de Labview d'una màquina de begudes automàtica. A més, es planteja de cara al futur la construcció final de la màquina amb els programes i el hardware necessari per al seu funcionament ja acabat d'implementar. El fi és optimitzar el temps i treball de les persones en una festa, creant de forma ràpida una combinació de diferents begudes amb ampolles de vidre, cosa que permet més qualitat. La seva finalitat és, per tant, aconseguir una màquina assequible, orientada a l'usuari diari, basant-se en una economia de baix cost i que compti amb facilitat per la seva instal·lació i pel seu maneig. La presente memoria incluye la programación en lenguaje Arduino, la aplicación móvil en sistema Android y la simulación mediante la programación de interfaz gráfica y diagramas de bloques de Labview de una máquina automática de bebidas. Además, se plantea de cara al futuro la construcción final de la maquina con los programas y hardware necesario para su funcionamiento completo ya implementados. El fin es optimizar el tiempo y el trabajo de las personas en una fiesta, creando de forma rápida una combinación de diferentes tragos con botellas de vidrio, lo que permite más calidad. Su finalidad es, por tanto, conseguir plantear una máquina asequible, orientada a un usuario cotidiano, basándose en una economía low-cost que cuente con facilidad de instalación y manejo. This memory includes the programming in Arduino language, the mobile application in Android system and the simulation through the programming of Human-machine interface and Labview block diagrams of an automatic beverage machine. In addition, the final construction of the machine with the programs and hardware necessary for its full operation already implemented is considered for the future. The finality is to optimize the time and work of the people that come to a party, quickly creating a combination of different drinks with glass bottles, which allows for more quality. Its purpose is, therefore, to come up with an affordable machine, for everyday use, based on a low-cost economy that is easy to install and use.

El present document recull el treball desenvolupat durant mesos per tal d'aconseguir implementar un sistema de control utilitzant la família de Microprocessadors C2000 aplicat a una planta de control del tipus biga-bola i tots els passos que s'han fet per aconseguir-ho. Per assolir tal objectiu s'ha hagut de fer una anàlisi prèvia de la planta on es treballarà i les seves propietats físiques per trobar un equivalent matemàtic del sistema. Un cop s'ha obtingut la primera simplificació s'ha comprovat paral·lelament si la simplificació del model es correspon amb la realitat i viceversa. Per adaptar la maqueta de la planta al microcontrolador s'ha hagut de dissenyar una petita interfície per condicionar el senyal rebut procedent del sensor i de pas simplificar el cablejat soldant una placa. Per altra banda, s'ha realitzat l'estudi d'un tipus de control PID aprofitant la resolució més gran que presenta el microcontrolador respecte als emprats a les pràctiques d'Implementació de sistemes de Control automàtic (ISCA). Per tal d'implementar el control PID ha calgut familiaritzar-se amb els nous blocs funcionals proporcionats per les llibreries de Texas Instruments, blocs que tenen molta més complexitat i possibilitats que els ja treballats a classe. Finalment, també ha calgut crear llibreries a partir de subsistemes de blocs de funcionament tant del servo com de condicionament de senyal, ja que aquestes no existeixen. El presente documento recoge el trabajo desarrollado durante meses a fin de conseguir implementar un sistema de control utilizando la familia de microprocesadores C2000 aplicado a una planta de control de tipo viga-bola y todo el camino recorrido para llegar a ello. Para llegar a tal meta se ha tenido que hacer un análisis previo de la planta donde se desarrollará el trabajo y sus propiedades físicas a fin de encontrar un equivalente matemático del sistema. Una vez se ha obtenido la primera simplificación se ha ido comprobando paralelamente si dicha simplificación del modelo tenía correlación con la realidad y viceversa. Para adaptar la maqueta de la planta al microcontrolador se ha diseñado una pequeña interfaz para acondicionar la señal recibida procedente del sensor y de paso simplificar el cableado soldando una placa. Por otro lado, se ha realizado el estudio de un tipo de control, el control PID, aprovechando la mayor resolución que presenta el microcontrolador respecto a los empleados en las prácticas de Implementación de sistemas de control automático (ISCA). Para implementar el control PID ha hecho falta familiarizarse con los nuevos bloques funcionales proporcionados por las librerías de Texas Instruments, estos bloques presentan más complejidad y posibilidades que los que se usaban en clase. Finalmente, también ha hecho falta crear librerías a partir de subsistemas de bloques de funcionamiento tanto del servo como del acondicionamiento de señal, puesto que estos no existían. This document summarizes the work developed over months in order to implement a control system using the C2000 family MCU’s applied to a beam and ball system and all the steps that have been taken along the way in order to make it possible. To achieve this goal, a prior analysis of the plant was done and a first mathematical model of the System was obtained. Once the first simplification has been done, it has been checked whether the simplification of the model corresponds to reality and vice versa. To adapt the model of the plant to the microcontroller, a small interface had to be designed to condition the signal received from the sensor and to simplify the wiring. On the other hand, the study of a type of PID control has been carried out, taking advantage of the greater resolution presented by the microcontroller compared to those used in ISCA labs. In order to implement the PID control, it was necessary to become familiar with the new functional blocks provided by the Texas Instruments libraries, blocks that have much more complexity and possibilities than those in the default libraries. Finally, it was also necessary to create libraries from subsystems of both the servo and signal conditioning operating blocks, since these do not exist.

El projecte tracta d’un sistema de reg automàtic i el qual es pot controlar amb una aplicació mòbil. La finalitat del treball és la creació d’un prototip on no sigui necessària la presència d’una persona per a poder cuidar un hipotètic hort. Durant la realització del treball s’expliquen pas a pas totes les eines que s’utilitzen i s’ensenya el procés per a poder arribar a fer funcionar un prototip final. El cervell del projecte és una placa Raspberry Pi 2 Model B. Aquesta placa controla components electrònics com sensors i actuadors. Per a poder fer funcionar el prototip de manera remota és essencial l’ús de l’Internet de les Coses i, per conseqüent, s’han usat plataformes específiques de la tecnologia com el Node-RED, el InfluxDB, el Grafana i també el protocol MQTT. En quant a la programació s’utilitza el llenguatge Python des d’una plataforma de programació anomenada Eclipse, amb l’avantatge que es pot connectar remotament a la placa Raspberry. Per a l’aplicació mòbil s’ha usat un dels programes més coneguts per al seu desenvolupament, l’Android Studio. El llenguatge de programació usat és el Java. Resumint, aquest projecte engloba una àmplia gama de tecnologies, totes indispensables per a la creació del prototip final. El proyecto trata de un sistema de riego automático el cual se puede controlar con una aplicación móvil. La finalidad del trabajo es la creación de un prototipo donde la presencia de una persona no sea requerida para cuidar un hipotético huerto. Durante la realización del trabajo se explican paso a paso todas las herramientas que se utilitzan y se enseña el proceso para poder crear un prototipo final funcional. El cerebro del proyecto es una placa Raspberry Pi 2 Model B. Esta placa controla componentes electrónicos como sensores y actuadores. Para que funcione el prototipo de manera remota es esencial el uso del Internet de las Cosas, y por tanto, se han usado plataformas específicas de la tecnología como el Node-RED, el InfluxDB, el Grafana y también el protocolo MQTT. En cuanto a la programación se usa el lenguaje Python des de una plataforma de programación llamada Eclipse, con la ventaja de que se puede conectar remotamente a la placa Raspberry. Para la aplicación móvil se ha usado uno de los programas más conocido para su desarrollo, el Android Studio. El lenguaje de programación usado es el Java En resumen, este proyecto engloba una amplia gama de tecnologías, todas indispensables para la creación del prototipo final. The project deals with an automatic irrigation system that can be controlled with a mobile application. The purpose of the work is to create a prototype where the presence of a person is not necessary to take care of a hypothetical garden. During the project, all the tools that are used are explained step by step and it is shown all the process followed to finally make the final prototype work. The brain of the project is the board Raspberry Pi 2 Model B. This board controls electronic components such as sensors and actuators. In order to make the prototype work remotely, it is essential the use of the Inthernet of the Things (IoT), so consequently, some specific platforms related to this technology are used like Node-RED, InfluxDB, Grafana and also the MQTT protocol. Regarding the development of programming, the Python language is the one that is used. The Eclipse programming platform has been used because it has the advantage that it can be remotely connected to Raspberry Pi. For the mobile application, one of the most well-known programs for its development, Android Studio, has been used. The programming language used is Java. To sum up, this project encloses a vast variety of technologies, every single one of them is essential for the creation of the final product.

El propósito de este trabajo es el de realizar un planificador de trayectorias para un vehículo autónomo. En concreto, el estudio se focaliza en el desarrollo de un supervisor, subsistema que forma parte del planificador. El supervisor es un sistema dentro del módulo de planificación del coche encargado de generar los puntos de paso dada una trayectoria y de supervisar que tales puntos han sido alcanzados para así proveer al controlador del vehículo de la información necesaria para mover el automóvil a través de la ruta. La meta es programar el subsistema e implementarlo en el programa de un robot móvil autónomo de cuatro ruedas. Se ha realizado un análisis del estado actual del vehículo, que cuenta ya con un programa base implementado del cuál partir, para estudiar y entender el comportamiento. Esto posibilita conocer qué parte del código se debe modificar, eliminar, reestructurar o añadir. Se ha llevado a cabo una fase de programación y de experimentación en paralelo. Un aula con el suficiente espacio libre ha permitido la realización de los experimentos. Los ensayos han sido fundamentales para la demostración veraz de los objetivos alcanzados. En el final de la memoria, unas conclusiones en las que constan los objetivos alcanzados, el nivel de satisfacción respecto a lo logrado y características que también pudieron haberse llevado a cabo

El trabajo consiste en desarrollar una aplicación completa con dos robots para poder testear la mayor cantidad posible de las funcionalidades de éstos en un caso práctico. Por un lado, tendremos una estación en la que llegarán piezas por una cinta transportadora y que se identificarán empleando visión artificial. Una vez identificadas, las piezas serán recogidas por un robot y depositadas en otra cinta de salida. Dicha cinta será la entrada de la otra estación, en la que las piezas serán detectadas por un sensor fotoeléctrico, que se activará cada vez que pase una pieza por debajo. Esta señal se mapeará a otro robot que recogerá dicha pieza y la colocará en la cinta de entrada del robot que emplea visión para la detección. Esta pieza no se colocará siempre en la misma posición, sino que se generará un número aleatorio para decidir su coordenada horizontal

El Robotino es un robot mòbil desenvolupat per Festo Didactics per a l’aprenentatge i la investigació en el camp dels robots autònoms. El problema del posicionament d’aquest tipus de robots mòbils és àmpliament estudiat i encara no té una solució ideal per a totes les àrees d’aplicació. El Robotino utilitza la tècnica de l’odometria amb les seves rodes per estimar la posició i orientació. Per millorar la precisió del posicionament, anteriorment s’han desenvolupat altres projectes, com la integració d’un sensor giroscopi per estimar la seva orientació amb més precisió. L’objectiu d’aquest projecte es millorar les capacitats de posicionament del Robotino. Per a fer-ho, s’ha desenvolupat una solució de posicionament alternativa basada en sistemes de navegació inercial (giroscopis i acceleròmetres). El dispositiu escollit és una Unitat de Mesura Inercial (IMU), que s’ha integrat físicament amb el Robotino a traves del port sèrie RS-232. S’ha desenvolupat el programari per fer servir aquest nou dispositiu juntament amb el programari existent del Robotino, el qual calcula la velocitat i posició del robot en tot moment. S’han realitzat proves per verificar l’eficàcia del nou sistema de posicionament, les quals han consistit a fer que el Robotino realitzi diferents desplaçaments i extreure’n les dades cinemàtiques per comparar-les amb el sistema de posicionament per odometria. Les proves s’han fet amb un altre programari d’aplicació demostrativa, desenvolupada en aquest projecte. Els resultats obtinguts mostren que el nou sistema de posicionament no es millor que el sistema anterior, i per tant no s’ha assolit l’objectiu del treball. Els motius d’això han estat la falta de precisió en la calibració del dispositiu utilitzat, així com les limitacions pròpies del dispositiu per a aquest tipus d’aplicacions

Aquest treball presenta la implentació d’un controlador en temps real utilitzant un microcontrolador programat en MATLAB Simulink per a gobernar un sistema bola-tub. El sistema controla la posició vertical de la bola de ping-pong dins d’un tub de metacrilat. La bola es manté en levitació pel corrent d’aire produït per un ventilador localitzat a la base del tub. Este trabajo presenta la implementación de un controlador en tiempo real utilizando un microcontrolador programado en MATLAB Simulink para gobernar un sistema bola-tubo. El sistema controla la posición vertical de una bola de ping-pong dentro de un tubo de metacrilato. La pelota se mantiene en levitación por la corriente de aire producida por un ventilador ubicado en la base del tubo. This work presents the implementation of a real-time controller using a microcontroller programmed in MATLAB Simulink to govern a ball-tube system. The system controls the vertical position of a ping-pong ball inside a methacrylate tube. The ball is kept in levitation by the air current produced by a fan placed at the base of the tube.

Aquest projecte té la intenció d’avançar en àmbit de la rehabilitació de pacients els quals, d’alguna forma o altre, necessitin assistència per fer exercicis. Principalment, es tractarà d’entendre el moviment del braç des d’un punt de vista electrònic, on s’han d’extreure uns senyals amb un sensor especialitzat per la tasca, tenir un exoesquelet per donar l’assistència al moviment necessària i amb ajuda d’una intel·ligència artificial crear models personalitzats per poder proporcionar aquesta ajuda. També tracta d’aprendre sobre aquest nou fenomen que són les intel·ligències artificials i treure profit, per dur a terme tasques complicades, com seria el fet de crear un model molt complex. Finalment, per acabar si dona temps, provar el model amb pacients reals i veure si a part de l’assistència de l’exoesquelet, generar una electroestimulació per ajudar en la rehabilitació

Este trabajo se centra en la implementación de una propuesta de software y hardware para su uso en diferentes aplicaciones industriales en los que se requiere de un sistema capaz de identificar y clasificar ciertos elementos como por ejemplo en un proceso de ensamblado de piezas o en etapas de empaquetado. Para ello, se desarrollará un sistema de visión por computador para su uso junto a brazos robot. El sistema estará compuesto por diferentes elementos que interactúan entre sí para aportar una solución autónoma. Durante este proceso, el sistema será capaz de tomar una imagen del espacio de trabajo en el que se localizan las piezas a manipular a través de un sensor digital y realizará un proceso de extracción de varias propiedades para cada uno de los elementos analizados. En concreto, las propiedades a extraer serán la posición y la orientación de cada elemento en el espacio de trabajo, así como la región que ocupan en dicho espacio. Además se dotará al sistema de la capacidad de identificar la clase de cada pieza para poder realizar su clasificación de forma correcta. Esto se realizará a través del entrenamiento de un modelo predictivo. Toda esta información está formateada para facilitar su transmisión al brazo robot. Esta memoria detalla el proceso de desarrollo de la solución a través de la configuración y puesta en marcha del hardware de adquisición de imagen, así como la programación de la algoritmia necesaria para que los elementos de software interactúen entre sí y realizen el procesado digital necesario

En aquest estudi es connectaran 7 màquines d’injecció de plàstic de l’empresa Arburg al Kepware mitjançant el protocol de comunicacions OPC-UA. Utilitzant el software Kepware es comunicaran les dades de la màquina a un sistema MES i al software SPLUNK, el qual mitjançant anàlisi de dades amb Machine Learning realitzarà el manteniment predictiu i detectarà amb previsió quan es fabricarà una peça no correcta de les diferents màquines analitzades

El Trabajo de Fin de Grado consiste en el diseño, construcción y programación de un espectrómetro que, mediante el uso de una cámara de alta resolución y algoritmos de procesamiento de imágenes, es capaz de adquirir el espectro emitido por un diodo LED, identificarlo y clasificarlo a partir de una base de datos. En una primera instancia, se planteó utilizar un microscopio digital bastante económico como cámara, pero debido a problemas con la resolución de la imagen, se tuvo que optar por una cámara de mayor calidad. Mediante el Software AutoCAD, se diseñó una carcasa para esta, con el fin de no contaminar la luz de las muestras. Se llevaron a cabo pruebas de iluminación y posición por tal de garantizar la obtención de imágenes precisas. Se desarrolló un algoritmo de procesamiento de imágenes mediante el Software PYTHON, con el que se podían identificar los píxeles correspondientes al espectro generado por los LEDs. A partir de una serie de muestras tomadas, se creó una base de datos que, posteriormente, fue utilizada para entrenar una red neuronal. Se logró una tasa de aciertos superior al 95%. Se recogieron todos los resultados obtenidos y se estudiaron por tal de obtener conclusiones acerca del prototipo creado. El Treball de Fi de Grau consisteix en el disseny, construcció i programació d'un espectròmetre que, mitjançant l'ús d'una càmera d'alta resolució i algoritmes de processament d'imatges, és capaç d'adquirir l'espectre emès per un diode LED, identificar-lo i classificar-lo a partir d'una base de dades. En una primera instància, es va plantejar utilitzar un microscopi digital bastant econòmic com a càmera, però degut a problemes amb la resolució de la imatge, es va haver d'optar per una càmera de major qualitat. Mitjançant el Programari AutoCAD, es va dissenyar una carcassa per a aquesta, amb la finalitat de no contaminar la llum de les mostres. Es van dur a terme proves d'il·luminació i posició per tal de garantir l'obtenció d'imatges precises. Es va desenvolupar un algoritme de processament d'imatges mitjançant el Programari PYTHON, amb el qual es podien identificar els píxels corresponents a l'espectre generat pels LEDs. A partir d'una sèrie de mostres preses, es va crear una base de dades que, posteriorment, es va utilitzar per entrenar una xarxa neuronal. Es va aconseguir una taxa d'encerts superior al 95%. Es van recollir tots els resultats obtinguts i es van estudiar per tal d'obtenir conclusions sobre el prototip creat. This thesis involves the design, construction and programming of a device capable of identifying LED sources using a high-resolution camera and an image processing system. Initially, it was considered using a digital microscope, which was cheaper than the high-resolution camera that was used in the end. Due to the problems it had because of its resolution, finally it was opted for using a high-resolution camera. A custom housing was designed using AutoCAD software and built with a 3D printer for preventing sample light contamination. An image processing algorithm was programmed using Python software. It was very useful for identifying the pixels on the image created by the spectrums of the light emitted by LEDs. With those samples, a database was created. The software was capable of identifying which type of LED it was by using it. In the end, the software achieved a 95% accuracy score. All the results were collected and analyzed in order to draw conclusions about the prototype’s performance.

La implantació de stents és una tècnica molt popular en la medicina contemporània. Aquests, amb el pas del temps, pateixen degradació, trencaments o reestenosi afectant així al flux sanguini i incrementant el risc de infart. Actualment, la tècnica utilitzada per controlar l’estat de stents implantats és mitjançant un cateterisme, una tècnica altament invasiva i amb un gran cost econòmic per a la sanitat pública. Per aquests dos motius, i per la aparent falta de necessitat ja que sovint no presenta símptomes fins que succeix un nou infart, son escasses les vegades que es porta a terme. L’empresa NIMBLE, està treballant en el desenvolupament d’un dispositiu que mitjançant les microones i amb la lectura de ressonàncies pugui llegir de manera molt precisa el flux momentani d’un stent així com el seu estat de degradació. El èxit en aquesta tècnica suposaria un gran avenç en el diagnòstic de la reestenosi, ja que esdevindria una tècnica no invasiva i preventiva per al seguiment de pacients prèviament implantats amb stents. Per altra banda, el seu baix cost econòmic en comparació als cateterismes esdevindria un estalvi econòmic per a la sanitat pública. Aquest TFG es centra en la recerca d’un material per omplir les cavitats de les antenes on es troben els emissors i receptors de microones del dispositiu. Aquest material té com objectiu esser un medi continu i homogeni que serveixi a les ones viatjar de l'emissor fins al teixit humà i viceversa evitant en tot moment refraccions y reflexions en el canvi de medi. La implantación de stents es una técnica muy popular en la medicina contemporánea. Estos, con el paso del tiempo, sufren degradación, roturas o reestenosis afectando así al flujo sanguíneo e incrementando el riesgo de infarto. Actualmente, la técnica utilizada para controlar el estado de stents implantados es mediante un cateterismo, una técnica altamente invasiva y con gran coste económico para la sanidad pública. Por estos dos motivos, y por la aparente falta de necesidad ya que a menudo no presenta síntomas hasta que ocurre un nuevo infarto, son escasas las veces que se lleva a cabo. La empresa NIMBLE, está trabajando en el desarrollo de un dispositivo que mediante microondas y la lectura de resonancias pueda leer de forma muy precisa el flujo momentáneo de un stent así como su estado de degradación. El éxito en esta técnica supondría un gran avance en el diagnóstico de la reestenosis, ya que se convertiría en una técnica no invasiva y preventiva para el seguimiento de pacientes previamente implantados con stents. Por otro lado, su bajo coste económico en comparación con los cateterismos se convertiría en un ahorro económico para la sanidad pública. Este TFG se centra en la búsqueda de un material para llenar las cavidades de las antenas en las que se encuentran los emisores y receptores de microondas del dispositivo. Este material tiene como objetivo ser un medio continuo y homogéneo que sirva a las ondas viajar del emisor hasta el tejido humano y viceversa evitando en todo momento refracciones y reflexiones en el cambio de medio. Stent implantation is a very popular technique in contemporary medicine. These, over time, suffer degradation, breaks or restenosis, thus affecting blood flow and increasing the risk of heart attack. Currently, the technique used to control the status of implanted stents is through catheterization, a highly invasive technique with great economic cost for public health. For these two reasons, and due to the apparent lack of need, since it often does not present symptoms until a new heart attack occurs, it is rarely carried out. The NIMBLE company is working on the development of a device that, using microwaves and resonance reading, can very accurately read the momentary flow of a stent as well as its state of degradation. Success in this technique would mean a great advance in the diagnosis of restenosis, since it would become a non-invasive and preventive technique for monitoring patients previously implanted with stents. On the other hand, its low economic cost in comparison with catheterizations would become an economic saving for public health. This TFG focuses on the search for a material to fill the cavities of the antennas in which the microwave emitters and receivers of the device are located. The objective of this material is to be a continuous and homogeneous medium that allows the waves to travel from the emitter to the human tissue and vice versa, avoiding at all times refractions and reflections in the change of medium.

According to data, breast cancer is a significant health issue and has a considerable economic impact. This clearly justifies the need for breast cancer screening. However, the current diagnostic process used in clinical settings is prone to errors. Consequently, there is a requirement for a tool that can help doctors categorize mammograms into the four BI-RADS categories. This study presents an approach that uses deep learning. It examines the challenges and difficulties encountered and evaluates and compares its effectiveness. One dataset of mammograms was used, with experts having already classified the radiological images using the BI-RADS guidelines. The images in these datasets belong to categories 1 to 4. The deep learning approach employed in this study is based on a Convolutional Neural Network (CNN), namely a ResNet22. The propose is to use two inputs, one for the Cranio-Caudal (CC) view and another for the Medio-Lateral Oblique (MLO) view. Each input comprises a mammogram image and two heatmaps. Consequently, we have named the architecture MammoHeatNet (MHN). The algorithm initially processes the mammogram image by cropping it, extracting optimal centers, and obtaining the heatmaps. Once the pre-processing is complete, the inputs are fed into the model, which then classifies them into four BI-RADS categories. To obtain the best model, various parameter configurations have been tested. The ultimate model attained a maximum accuracy of 74.19%. The process of training and testing the model was time-intensive, requiring 150 hours to obtain the best possible model. In conclusion, the deep learning model used in this study achieve good performance. However, with the incorporation of a larger dataset for train it and various modifications to the model, even better results could be achieved. The main contribution of this work is the implementation of a deep neuronal network that process the images like a human specialist would do it, using to views of the same mammogram. Segons les dades, el càncer de mama és un important problema de salut i té un considerable impacte econòmic. Això justifica clarament la necessitat de realitzar revisions de càncer de mama. No obstant, el procés diagnòstic actual utilitzat en entorns clínics té tendència a cometre errors. En conseqüència, és necessari disposar d'una eina que pugui ajudar els metges a classificar les mamografies en les quatre categories BI-RADS. Aquest estudi presenta una enfocament que utilitza el "deep learning". S'examinen els desafiaments i dificultats trobades, i s'avalua i compara la seva eficàcia. S'utilitza un conjunt de dades de mamografies, amb experts que ja han classificat les imatges radiològiques utilitzant les directrius BI-RADS. Les imatges d'aquests conjunts de dades pertanyen a les categories 1 a 4. L’algoritme de "deep learning" utilitzat en aquest estudi es basa en una Xarxa Neuronal Convolucional (CNN), concretament un ResNet22. La proposta és utilitzar dues entrades, una per a la vista Cranio-Caudal (CC) i una altra per a la vista Medio-Lateral Oblique (MLO). Cada entrada comprèn una imatge de mamografia i dues "heatmaps". Per tant, s'ha nomenat a l'arquitectura MammoHeatNet (MHN). L'algoritme processa inicialment la imatge de mamografia, retallant-la, extraient centres òptims i obtenint les "heatmaps". Una vegada que el pre-processament està complet, les entrades es duen al model, que les classifica en les quatre categories BI-RADS. Per obtenir el millor model, s'han provat diverses configuracions de paràmetres. El model final assolit va obtenir una precisió màxima del 74.19%. El procés d'entrenament i prova del model va requerir molt de temps, amb un total de 150 hores per obtenir el millor model possible. En conclusió, el model de "deep learning" utilitzat en aquest estudi aconsegueix un bon rendiment. No obstant, amb la incorporació d'un conjunt de dades més gran per a l'entrenament i diverses modificacions al model, es podrien obtenir resultats encara millors. La principal contribució d'aquest treball és la implementació d'una xarxa neuronal profunda que processa les imatges com ho faria un especialista humà, utilitzant dues vistes de la mateixa mamografia. Según los datos, el cáncer de mama es un problema de salud significativo y tiene un impacto económico considerable. Esto justifica claramente la necesidad de realizar revisiones de cáncer de mama. Sin embargo, el proceso diagnóstico actual utilizado en entornos clínicos tiende a cometer errores. En consecuencia, es necesario disponer de una herramienta que pueda ayudar a los médicos a clasificar las mamografías en las cuatro categorías BI-RADS. Este estudio presenta un enfoque que utiliza el "deep learning". Se examinan los desafíos y dificultades encontradas, y se evalúa y compara su eficacia. Se utiliza un conjunto de datos de mamografías, con expertos que ya han clasificado las imágenes radiológicas utilizando las directrices BI-RADS. Las imágenes de estos conjuntos de datos pertenecen a las categorías 1 a 4. El algoritmo de "deep learning" empleado en este estudio se basa en una Red Neuronal Convolucional (CNN), concretamente un ResNet22. La propuesta es utilizar dos entradas, una para la vista Cranio-Caudal (CC) y otra para la vista Medio-Lateral Oblicua (MLO). Cada entrada comprende una imagen de mamografía y dos "heatmaps". Por tanto, se ha nombrado a la arquitectura MammoHeatNet (MHN). El algoritmo procesa inicialmente la imagen de mamografía, recortándola, extrayendo centros óptimos y obteniendo las "heatmaps". Una vez que el preprocesamiento está completo, las entradas se entran al modelo, que las clasifica en las cuatro categorías BI-RADS. Para obtener el mejor modelo, se han probado varias configuraciones de parámetros. El modelo final alcanzó una precisión máxima del 74,19%. El proceso de entrenamiento y prueba del modelo requirió mucho tiempo, con un total de 150 horas para obtener el mejor modelo posible. En conclusión, el modelo de "deep learning" utilizado en este estudio logra un buen rendimiento. Sin embargo, con la incorporación de un conjunto de datos más grande para el entrenamiento y diversas modificaciones al modelo, se podrían obtener resultados aún mejores. La principal contribución de este trabajo es la implementación de una red neuronal profunda que procesa las imágenes como lo haría un especialista humano, utilizando dos vistas de la misma mamografía.

Les Malformacions Arteriovenoses cerebrals (MAVs) són considerades la principal causa d’hemorràgia cerebral en pacients pediàtrics. Per tal d’avaluar l’efectivitat del tractament de les MAVs cerebrals, diverses tècniques d’imatge mèdica no invasives han sigut proposades, incloent seqüències com la la pseudo-continuous Spin Labelling (ASL). L’obliteració total de una MAV tarda habitualment un període de dos anys, pel que és necessari un seguiment del o la pacient, sent així d’alta importància que les tècniques d’imatge siguin el menys invasives possible, requerint per tant, que siguin estudiades les alternatives no invasives. Per tal d’avaluar la resposta al tractament de les MAVs, és crucial identificar les zones del cervell específiques que participen de l’activitat d’aquestes, per així poder obtenir informació sobre la condició de la malformació i estudiar l’eficàcia del tractament. Per aquesta raó, s’ha dissenyat i implementat un algoritme de segmentació en forma d’aplicació web que ha sigut validat per tal de crear un "ground-truth atlas" del procés de segmentació. Las Malformaciones Arteriovenosas cerebrales (MAVs) son consideradas la principal causa de hemorragia intracraneal en pacientes pediátricos. Para evaluar la efectividad de los tratamientos de las MAVs cerebrales, han sido propuestas varias técnicas de imagen no invasivas, incluyendo secuencias como la pseudo-continuous Spin Labelling (ASL). La obliteración total de una MAV suele tardar unos dos años, por lo que es necesario un seguimiento del paciente, siendo así de alta importancia que las técnicas de imagen sean lo menos invasivas posible, requiriendo el estudio de alternativas no invasivas. Para evaluar la respuesta que tienen las MAVs al tratamiento, es crucial identificar las zonas específicas del cerebro que participan de la actividad de estas, para poder así obtener información sobre la condición de la malformación y de este modo estudiar la eficacia del tratamiento. Por consiguiente, un algoritmo de segmentación implementado en forma de aplicación web ha sido diseñado, desarrollado y validado para crear un "ground-truth atlas" del proceso de segmentación. Cerebral Arteriovenous Malformations (AVMs) are considered the primary cause of paediatric intracranial haemorrhage. To evaluate the effectiveness of cerebral AVMs treatment, various non-invasive imaging techniques have been suggested, including the pseudo-continuous Arterial Spin-Labelling (ASL) sequence. Since the complete obliteration of AVMs may take up to two years, a subsequent follow-up is necessary. Hence, it is imperative to investigate non-invasive imaging techniques to minimize the invasiveness of the diagnostic process. To evaluate the response to treatment of Brain Arteriovenous Malformations, it is crucial to identify the specific brain regions that provide information on the AVM's condition and study them to assess the treatment's performance. Accordingly, a segmentation algorithm in the form of a web application has been designed, developed, and validated to create a "ground-truth atlas" from the segmentation process.

El objetivo principal del proyecto es implementar una plataforma IIoT genérica en la nube, capaz de comunicar con diferentes tipos de sistemas industriales, como podrían ser sensores específicos o dispositivos industriales como un plc y almacenar los datos de cada sistema industrial en bases de datos en la plataforma IIoT genérica

Aquest projecte, presentat en aquesta memòria, ha tingut com objectiu el disseny i la implementació d’un sistema de control i adquisició de dades d'un túnel de trànsit en un entorn interurbà, donant resposta a les necessitats principals requerides a nivell tècnic i normatiu. Durant les diferents fases del projecte, s'ha dut a terme un estudi i una anàlisi de la normativa vigent, així com de les pràctiques més habituals en aquest àmbit que han portat al disseny de la solució aquí exposada. S'ha inclòs com a part d'aquest estudi la participació en diferents cursos (3) de formació impartits per ITS Espanya, principal entitat reguladora en temes de mobilitat en l'àmbit nacional. La gestió de la xarxa viària de mobilitat inclou sistemes programari de control de trànsit que monitoren i controlen diferents dispositius de camp i són capaços de reaccionar davant de diferents esdeveniments o incidents que es poden produir. Dins del conjunt de sistemes de gestió de trànsit el cas de la gestió de túnels adquireix una rellevància especial a causa dels requisits de seguretat molt específics per a l'usuari que han de quedar coberts. Aquests requisits, i a diferència d'un sistema convencional per a àmbits urbans o interurbans, impliquen per imposició normativa la utilització de plataformes de control construïdes amb sistemes SCADA que aporten aspectes addicionals de seguretat i fiabilitat imprescindibles al voltant d'un túnel. L'objectiu és sempre maximitzar la seguretat de l'usuari. Per dur a terme el projecte s'han fet servir les eines necessàries per donar resposta als requeriments definits, que inclouen una capa superior de monitoratge i control implementada amb un sistema SCADA. De la mateixa manera, i davant de la lògica impossibilitat de poder gestionar un entorn real de túnel, s'ha desenvolupat una capa d'emulació que respon a l'activitat real esperada des dels diferents equips de camp normalment desplegats en un escenari real. Aquesta emulació inclou la capa de PLC, equips clau en qualsevol desplegament de sistemes a túnel, així com tots aquells elements, sensors i actuadors requerits per a la gestió dels diferents sistemes d'un túnel, descrits amb detall al llarg d'aquesta memòria. El presente proyecto, presentado en esta memoria, ha tenido como objetivo el diseño e implementación de un sistema de control y adquisición de datos de un túnel de tráfico en un entorno interurbano, dando respuesta a las principales necesidades requeridas a nivel técnico y normativo. Durante las diferentes fases del proyecto, se ha llevado a cabo un estudio y análisis de la normativa vigente, así como de las prácticas más habituales en este ámbito que han llevado al diseño de la solución aquí expuesta. Se ha incluido como parte de este estudio la participación en diferentes cursos (3) de formación impartidos por ITS España, principal entidad reguladora en temas de movilidad a nivel nacional. La gestión de la red viaria de movilidad incluye sistemas software de control de tráfico que monitorizan y controlan diferentes dispositivos de campo y son capaces de reaccionar ante diferentes eventos o incidentes que se pueden producir. Dentro del conjunto de sistemas de gestión de tráfico el caso de la gestión de túneles cobra una especial relevancia debido a los muy específicos requerimientos de seguridad para el usuario que deben quedar cubiertos. Estos requerimientos, y a diferencia de un sistema convencional para ámbitos urbanos o interurbanos, implican por imposición normativa la utilización de plataformas de control construidas con sistemas SCADA que aportan aspectos adicionales de seguridad y fiabilidad imprescindibles en el entorno de un túnel. El objetivo es siempre maximizar la seguridad del usuario. Para llevar a cabo el proyecto se han utilizado las herramientas necesarias para dar respuesta a los requerimientos definidos, que incluyen una capa superior de monitorización y control implementada con un sistema SCADA. Del mismo modo, y ante la lógica imposibilidad de poder gestionar un entorno real de túnel, se ha desarrollado una capa de emulación que responde a la actividad real esperada desde los diferentes equipos de campo normalmente desplegados en un escenario real. Esta emulación incluye la capa de PLC, equipos clave en cualquier despliegue de sistemas en túnel, así como todos aquellos elementos sensores y actuadores requeridos para la gestión de los diferentes sistemas de un túnel, descritos con detalle a lo largo de esta memoria. The objective of this project, presented in this report, has been the design and implementation of a control and data acquisition system for a traffic tunnel in an interurban environment, responding to the main needs required at technical and regulatory level. During the different phases of the project, a study and analysis of the current regulations has been carried out, as well as the most common practices in this field that have led to the design of the solution presented here. As part of this study, the participation in different training courses (3) given by ITS Spain, the main regulatory entity in mobility issues at national level, has been included. Mobility road network management includes traffic control software systems that monitor and control different field devices and are able to react to different events or incidents that may occur. Within the set of traffic management systems, the case of tunnel management takes on a special relevance due to the very specific safety requirements for the user that must be covered. These requirements, unlike a conventional system for urban or interurban environments, imply by regulatory imposition the use of control platforms built with SCADA systems that provide additional aspects of safety and reliability essential in a tunnel environment. The objective is always to maximize user safety. To carry out the project, the necessary tools have been used to respond to the defined requirements, which include a monitoring and control layer implemented with a SCADA system. Similarly, and given the logical impossibility of being able to manage a real tunnel environment, an emulation layer has been developed that responds to the real activity expected from the different field equipment normally deployed in a real scenario. This emulation includes the PLC layer, key equipment in any tunnel system deployment, as well as all those elements, sensors and actuators required for the management of the different tunnel systems, described in detail throughout this report.

En los últimos años ha habido crecimiento exponencial en la calidad de los modelos de Deep Learning y se han producido mejoras significativas en aquellos orientados a la visión artificial. Por este motivo, la clasificación de imágenes por Deep Learning es cada vez más común en aplicaciones para entornos industriales. Estos entornos presentan unas características y unos requisitos específicos que no siempre se tienen en cuenta a la hora de comparar modelos para hacer clasificación de imágenes. Por este motivo, y debido a la necesidad de la empresa Infaimon de implementar esta funcionalidad en su software propietario, se ha hecho una comparativa de algoritmos de código abierto para clasificación de imágenes con Deep Learning. De este modo, se han podido ajustar las condiciones de entrenamiento para simular las condiciones reales de una aplicación industrial y así determinar qué modelo resulta más útil para cubrir las necesidades del mercado.

In the last decades, we have witnessed many changes regarding the improvement of physical models and processes with positive impact on humanity, which we call Industrial Revolutions. In this paper, a description of the fundamental concepts of the last of these revolutions present until today is made, referring to the Fourth Industrial Revolution, called "Industry 4.0". In this work, a description of the State of the Art of the enabling technologies of this Industry 4.0 is presented, but because this topic is very broad, the description is limited to Artificial Intelligence and Cyber-Physical Systems applied to the industrial sector. Likewise, a case study is presented on how to carry out the design of an application and the analytics associated with a typical service in Industry 4.0, based on a cyber-physical system structure and supported by machine learning procedures. The methodology carried out to address this work consists of two stages. Firstly, an exploratory stage based on document search and management, mainly through academic research articles to identify, organize and describe the concepts and components involved in the application of artificial intelligence and cyber-physical systems in the industrial context. Secondly, a design and implementation stage of the logical part of an industrial maintenance application based on data processing in the Matlab platform. Finally, from the case study developed in the second stage, the results are presented using graphs and statistics to summarize the data obtained. And a conclussion section where the interpretation of the results and recomendations for future directions of the case of study are presented. En las últimas décadas, hemos presenciado muchos cambios respecto a la mejora de modelos y procesos físicos con repercusión positiva en la humanidad, a los que llamamos Revoluciones Industriales. En este trabajo, se realiza una descripción sobre conceptos fundamentales de la última de estas revoluciones presente hasta el día de hoy, refiriéndonos a la Cuarta Revolución Industrial, denominada “Industria 4.0”. Se presenta, en este trabajo, una descripción del Estado de Arte de las tecnologías habilitadoras de dicha Industria 4.0, pero debido a que este tema es muy amplio, se limita la descripción, a la Inteligencia Artificial y a los Sistemas Ciber-físicos aplicados al sector industrial. Asimismo, se presenta un caso de estudio sobre llevar a cabo el diseño de una aplicación y la analítica asociada a un servicio tipo en industria 4.0, basado en una estructura de sistema ciber-físico y soportado por procedimientos de machine learning. La metodología llevada a cabo para afrontar este trabajo, consta de dos etapas. En primer lugar, una etapa exploratoria a base de búsqueda y gestión documental, principalmente a través de artículos de investigación académica para identificar, organizar y describir los conceptos y componentes que intervienen en la aplicación de inteligencia artificial y sistemas ciber-físicos en el contexto industrial. En segundo lugar, una etapa de diseño e implementación de la parte lógica de una aplicación de mantenimiento industrial basada en el tratamiento de datos bajo plataforma Matlab. Finalmente, a partir del caso práctico desarrollado en la segunda etapa, se presentan los resultados mediante gráficos y estadísticas para resumir los datos obtenidos. Y una sección de conclusiones donde se presenta la interpretación de los resultados y recomendaciones para las direcciones futuras del caso de estudio. Incoming

El proyecto tiene por objetivo la implementación de un módulo de detección y seguimiento de personas que permite el guiado de un robot móvil dotado de un sensor LIDAR. El proyecto está implementado en ROS y consta de dos partes principales, el primero es el módulo de detección de personas y el segundo es el módulo de navegación que permite al robot seguir a la persona que ha detectado. El primer módulo toma la nube de puntos que proporciona el sensor LIDAR y lo procesa en tres etapas. La primera consiste en delimitar la nube de puntos, retirando aquellos puntos cercanos al suelo y techo. En la segunda etapa se agrupan aquellos puntos que representan a objetos candidatos y se extraen sus características. En la última etapa se clasifican los objetos candidatos, según sus características, en humanos y no humanos haciendo uso de un clasificador basado en máquina de soporte vectorial (SVM). El segundo módulo calcula la orientación de la persona detectada, y planifica la trayectoria que seguirá el robot en función de la posición y orientación de la persona detectada.

En l'actualitat, qualsevol planta o procés, sigui industrial o no, necessita un controlador per funcionar correctament, ja que gràcies a aquests es pot obtenir un resultat òptim davant de qualsevol consigna o pertorbació. Aquest projecte tracta sobre la cerca de paràmetres d'un controlador PID, Proportional-Integral-Derivative, utilitzant diferents mètodes, cerca manual dels paràmetres, fins a la utilització de mètodes de sintonització. Per això cal definir el model de la planta, obtenir els valors dels seus guanys i posteriorment afegir el controlador PID. Aquests s'assoliran de manera teòrica i amb algorismes d'estimació de paràmetres. Es pretén comparar els resultats, tant del model de la planta com del controlador PID, per observar el millor procés d'obtenció de paràmetres. Tot el projecte es realitzarà fent servir les eines MATLAB i Simulink. Cal destacar que aquest projecte s'ha dut a terme per tal de servir tant com a manual per a nous estudiants, partint de teoria bàsica, fent ús d'exemples, fins a ser emprat com a exemple per a la cerca de paràmetres de controladors per a qualsevol procés, ja que, en alguns processos, l'obtenció d'un resultat òptim es complica. En la actualidad, cualquier planta o proceso, ya sea industrial o no, necesita de un controlador para funcionar correctamente, ya que gracias a estos se puede obtener un resultado óptimo ante cualquier consigna o perturbación. Este proyecto trata sobre la búsqueda de parámetros de un controlador PID, Proportional-Integral-Derivative, utilizando diferentes métodos, búsqueda manual de los parámetros, hasta la utilización de métodos de sintonización. Para ello se debe definir el modelo de la planta, obtener los valores de sus ganancias y posteriormente, añadir el controlador PID. Estos se obtendrán de forma teórica y con algoritmos de estimación de parámetros. Se pretende comparar los resultados, tanto del modelo de la planta como del conrrolador PID, para observar el mejor proceso de obtención de parámetros. Todo el proyecto se realizará utilizando las herramientas MATLAB y Simulink. Cabe destacar que este proyecto se ha realizado con el fin de servir tanto como manual para nuevos estudiantes, partiendo de teoría básica, utilizando ejemplos, hasta ser utilizado como ejemplo para la búsqueda de parámetros de controladores para cualquier proceso, ya que, en algunos procesos, la obtención de un resultado óptimo se complica. Today, any plant or process, whether industrial or not, needs a controller to work correctly. This is because a good result can be achieved if there is a set point or a disturbance. The purpose of this project is to search for parameters of a PID, Proportional-Integral-Derivative controller, using different methods, a manual search of the parameters, and even the use of tuning methods. To do this, the plant model must be defined, obtain the values of its gains and later, add the PID controller. These will be obtained theoretically and with parameter estimation algorithms. It is intended to compare the results, both from the plant model and the PID controller, to observe the best process to get the parameters. The entire project will be carried out using the MATLAB and Simulink tools. It should be noted that this project has been carried out in order to serve both as a manual for new students, starting from basic theory, using examples, by being used as an example for the search for controller parameters for any process, since, in some processes obtaining an optimal result are complicated.

Mechanical ventilation is a widely used clinical intervention among intensive care patients to assist with breathing. Although it can be useful in facilitating patient recovery, the machine used during this therapy, ventilators, are highly complex, and patient needs vary greatly. The MV-Optimizer is an existing clinical forecasting software to help clinicians with proper ventilator management and improve the ventilatory treatment of critical care patients. The objective of this project is to enhance the development of a clinical forecasting system within the context of multiple ongoing research projects conducted by the BIOART research group, MV- Optimizer. This will involve the integration of gas exchange and alveolar recruitment models, as well as a sensitivity analysis using the recently improved system. Regarding gas exchange, the model implemented into the MV-Optimizer includes ventilation, perfusion, and pulmonary shunt fractions. Simulations were run, and changes in the alveolar and arterial oxygen and carbon dioxide pressures due to alterations in the ventilation-perfusion ratio were observed and qualitatively validated with results seen in the literature. Due to the differences between pressures on an alveolar and arterial level, an alveolar-arterial gradient, common in patients with impaired ventilation-perfusion ratios, was also noted. To portray the recruitment of collapsed lung areas during recruitment maneuvers, two recruitment models (MR1 and MR2) were analyzed and compared to the one already implemented in the model (MR3). The new models incorporate dynamic elastance and resistance components representing recruitment and distension. The parameters of the three models were adjusted using optimization techniques to quantitatively evaluate their prediction capability using experimental data. Findings highlight MR3’s accuracy in predicting respiratory mechanics. However, MR1 exhibited similar accuracy in respiratory mechanics and reduced the prediction error of the pressure, suggesting its potential benefits in mechanically ventilated patients. Because of the intricate nature of models in the MV-Optimizer system and the numerous parameters involved, a sensitivity analysis was required to determine which parameters were most crucial to adjust for personalizing predictions. Simulations varying parameter values individually for four distinct clinical scenarios were performed on the upgraded MV-Optimizer with gas exchange modifications. Parameters were selected based on their total and relative sensitivity levels to allow for an appropriate global adjustment, while also ensuring the variables of interest were predicted accurately. Results emphasize the selection of parameters related to the respiratory, cardiovascular, and central neural control systems. Furthermore, two parameters of the newly implemented gas exchange model had the highest relative sensitivity for variables related to gas pressures, indicating their importance in these calculations La ventilación mecánica es una intervención clínica ampliamente utilizada en pacientes de cuidados intensivos para ayudar con la respiración. Aunque puede ser beneficioso para facilitar la recuperación del paciente, la máquina utilizada durante esta terapia, los ventiladores, son complejos y las necesidades de cada paciente varían ampliamente. El MV- Optimizer es un software de pronóstico clínico para ayudar a los médicos con la gestión de ventiladores y mejorar el tratamiento ventilatorio de pacientes críticos. El objetivo de este proyecto es mejorar el desarrollo de un sistema de pronóstico clínico en el contexto de múltiples proyectos de investigación en curso por el grupo de investigación BIOART, MV- Optimizer. Esto implicará la integración de modelos de intercambio de gases y reclutamiento alveolar, así como un análisis de sensibilidad utilizando el sistema recientemente mejorado. En cuanto al intercambio de gases, el modelo implementado en el MV-Optimizer incluye fracciones de ventilación, perfusión, y shunt pulmonar. Se realizaron simulaciones y se observaron cambios en las presiones de oxígeno y dióxido de carbono alveolares y arteriales debido a alteraciones en la relación ventilación-perfusión. Estos se validaron cualitativamente con resultados publicados en la literatura. Diferencias en las presiones produjeron un gradiente alveolo-arterial, común en pacientes con relaciones ventilación-perfusión alteradas. Para representar el reclutamiento de áreas pulmonares colapsadas durante maniobras de reclutamiento, se analizaron dos modelos de reclutamiento (MR1 y MR2) que se compararon al modelo ya implementado (MR3). Los modelos nuevos incorporan componentes dinámicos de elastancia y resistencia que representan el reclutamiento y la distensión. Se ajustaron los parámetros de los modelos con técnicas de optimización para evaluar su capacidad predictiva cuantitativamente con datos experimentales. Aunque los resultados destacan la precisión de MR3 en la predicción de la mecánica respiratoria, MR1 mostró una precisión similar y disminuyó el error de la presión, lo que sugiere su posible beneficio en pacientes ventilados. Debido a la naturaleza intrincada de los modelos en el MV-Optimizer y la cantidad de parámetros asociados, se realizó un análisis de sensibilidad para determinar los parámetros más importantes para ajustar y personalizar las predicciones. Se realizaron simulaciones variando los valores de los parámetros individualmente para cuatro escenarios clínicos en el MV-Optimizer actualizado con las modificaciones a la planta de intercambio de gases. Parámetros se seleccionaron en función de su sensibilidad total y relativa para permitir un ajuste global adecuado y garantizar una precisa predicción de las variables de interés. Resultados resaltan la selección de parámetros relacionados con el sistema respiratorio, cardiovascular y de control neural central. Además, dos parámetros del modelo de intercambio de gases añadido presentaron una alta sensibilidad relativa para las variables relacionadas con las presiones de los gases, lo que indica su importancia en estos cálculos La ventilació mecànica és una intervenció clínica àmpliament utilitzada en pacients de cures intensives per ajudar amb la respiració. Tot i que pot ser beneficiós per facilitar la recuperació del pacient, la màquina utilitzada durant aquesta teràpia, els ventiladors, són complexos i les necessitats de cada pacient varien àmpliament. El MV-Optimizer és un software de pronòstic clínic per ajudar als metges amb la gestió dels ventiladors i millorar el tractament ventilatori de pacients crítics. L'objectiu d'aquest projecte és millorar el desenvolupament d'un sistema de pronòstic clínic en el context de múltiples projectes d'investigació en curs realitzats pel grup de recerca BIOART, MV-Optimizer. Això implicarà la integració de models d'intercanvi de gasos i reclutament alveolar, així com una anàlisi de sensibilitat utilitzant el sistema recentment millorat. En quant a l'intercanvi de gasos, el model implementat en el MV-Optimizer inclou fraccions de ventilació, perfusió i shunt pulmonar. Es van realitzar simulacions i es van observar canvis en les pressions d'oxigen i diòxid de carboni alveolars i arterials a causa d'alteracions en la relació ventilació-perfusió. Aquests es van validar qualitativament amb resultats publicats a la literatura. Diferències en les pressions van produir un gradient alveolo-arterial, comú en pacients amb relacions ventilació-perfusió alterades. Per representar el reclutament d'àrees pulmonars col·lapsades durant maniobres de reclutament, es van analitzar dos models de reclutament (MR1 i MR2) i es van comparar amb el model ja implementat (MR3). Els nous models incorporen components dinàmics d'elasticitat i resistència que representen el reclutament i la distensió. Es van ajustar els paràmetres dels models mitjançant tècniques d'optimització per avaluar quantitativament la seva capacitat predictiva amb dades experimentals. Tot i que els resultats destaquen la precisió de MR3 en la predicció de la mecànica respiratòria, MR1 va mostrar una precisió similar i va reduir l'error predictiu de la pressió, el que suggereix el seu potencial d’ús en pacients ventilats. A causa de la naturalesa intrincada dels models en el MV-Optimizer i la quantitat de paràmetres associats, es va realitzar una anàlisi de sensibilitat per determinar els paràmetres més importants per ajustar i personalitzar les prediccions. Es van realitzar simulacions variant els valors dels paràmetres individualment per a quatre escenaris clínics en el MV-Optimizer actualitzat amb les modificacions a la planta d'intercanvi de gasos. Els paràmetres es van seleccionar en funció de la seva sensibilitat total i relativa per permetre un ajust global adequat i garantir una precisa predicció de les variables d'interès. Els resultats destaquen la selecció de paràmetres relacionats amb el sistema respiratori, cardiovascular i de control neural central. A més a més, dos paràmetres del model d'intercanvi de gasos afegit van tenir una sensibilitat relativa alta per a les variables relacionades amb les pressions dels gasos, el que indica la seva importància en aquests càlculs

Traditional psychiatric hospitalization models have been criticized for being restrictive and for violating fundamental rights, which can be counterproductive for long-term patient recovery. In response to this situation, new hospitalization models have been developed that aim to create a safe therapeutic environment that promotes patient recovery, while minimizing the need for coercive measures. The psychiatry unit from Germans Trias i Pujol Hospital (HGTiP) has designed a dual model that combines a care method, called Safewards, with a risk prediction tool in emergencies and a risk categorization and workload tool on the ward through a global score. The objective of the model is to safely open the unit doors, taking into account the risks and the level of work of the care team. The tools currently used are not scientifically validated, thus hindering the scalability of the model. Therefore, the purpose of this project is to develop a proposal for intervention to develop two Artificial Intelligence (AI) algorithms, using validated variables, that predict the unit environment and patient risk at the time of admission. First, a qualitative study was conducted with expert personnel from the psychiatric unit at HGTiP to objectify the criteria by which risk level and workload on the ward are defined. A total of 35 items were extracted, and a digital platform was developed to store them. These will be used, along with other dynamic variables, as input into a regression algorithm. In addition, classification algorithms will be developed to predict the level of risk in the first 24 hours of admission. The input data will have variables related to symptoms and conflictive events in the last month. For both cases, the performance of different algorithms will be evaluated, and the one with the best predictive character will be chosen. This dual model, which uses Artificial Intelligence as a tool to support clinical decision-making, sets a precedent in risk control in open door models. Once the model is fully validated, it will be scalable to other units and will allow for an improvement in the quality of care, while maintaining the safety of all individuals involved in the recovery process Los modelos de hospitalización psiquiátrica tradicionales han sido criticados por ser restrictivos y vulnerar derechos fundamentales, lo que puede ser contraproducente para la recuperación de los pacientes a largo plazo. En respuesta a esta situación, se han desarrollado nuevos modelos de hospitalización que pretenden crear un ambiente terapéutico seguro y que promueva la recuperación del paciente, minimizando la necesidad de medidas coercitivas. El Hospital Germans Trias i Pujol, ha diseñado un modelo dual, que combina un método asistencial, llamado Safewards, con una herramienta de predicción de riesgos en urgencias y una categorización de riesgos y de carga asistencial en planta a través de una puntuación global. El objetivo del modelo es abrir las puertas de la unidad de manera segura, teniendo en cuenta los riesgos y el nivel de trabajo del equipo asistencial. Las herramientas que se usan actualmente no están validadas científicamente, dificultando así la escalabilidad del modelo. Por lo que la finalidad de este proyecto es elaborar una propuesta de intervención para desarrollar dos algoritmos de Inteligencia Artificial, con variables validadas, que predigan el ambiente de la unidad y el riesgo de un paciente en el momento de ingreso. En primer lugar, se ha realizado un estudio cualitativo con personal experto de la unidad de psiquiatría del HGTiP para objetivar los criterios por los que se define el nivel de riesgo y la carga asistencial en planta. Se han extraído un total de 35 ítems y se ha desarrollado una plataforma digital para almacenarlos. Estos serán utilizados, junto a otras variables dinámicas, como entrada en un algoritmo de regresión. Por otra parte, se desarrollarán algoritmos de clasificación para predecir el nivel de riesgo en las primeras 24 horas de ingreso. Los datos de entrada serán variables relacionadas con sintomatología y eventos conflictivos en el último mes. Para ambos casos, se evaluará el rendimiento de diferentes algoritmos y se elegirá el que mejor carácter predictivo tenga. Este modelo dual, que utiliza la Inteligencia Artificial como herramienta de apoyo a la decisión clínica, supone un precedente en el control de riesgos en modelos de puertas abiertas. Una vez validado el modelo en su totalidad, sería escalable a otras unidades y permitiría mejorar la calidad asistencial, manteniendo la seguridad de todas las personas implicadas en el proceso de recuperación Els models d'hospitalització psiquiàtrica tradicionals han estat criticats per ser restrictius i vulnerar drets fonamentals, cosa que pot ser contraproduent per a la recuperació dels pacients a llarg termini. En resposta a aquesta situació, s'han desenvolupat nous models d'hospitalització que pretenen crear un ambient terapèutic segur i que promogui la recuperació del pacient, minimitzant la necessitat de mesures coercitives. L'Hospital Germans Trias i Pujol, ha dissenyat un model dual, que combina un mètode assistencial, anomenat Safewards, amb una eina de predicció de riscos a urgències i una categorització de riscos i de càrrega assistencial a planta a través d'una puntuació global. L'objectiu del model és obrir les portes de la unitat de manera segura, tenint en compte els riscos i el nivell de treball de l'equip assistencial. Les eines que es fan servir actualment no estan validades científicament, dificultant així l'escalabilitat del model. La finalitat d'aquest projecte és elaborar una proposta d'intervenció per desenvolupar dos algorismes d'Intel·ligència Artificial, amb variables validades, que prediguin l'ambient de la unitat i el risc d'un pacient a l'ingrés. En primer lloc, s'ha fet un estudi qualitatiu amb personal expert de la unitat de psiquiatria de l'HGTiP per objectivar els criteris pels quals es defineix el nivell de risc i la càrrega assistencial a planta. Se n'han extret un total de 35 ítems i s'ha desenvolupat una plataforma digital per emmagatzemar-los. Aquests seran utilitzats, juntament amb altres variables dinàmiques, com a entrada en un algorisme de regressió. D'altra banda, es desenvoluparan algorismes de classificació per predir el nivell de risc en les primeres 24 hores d’ingrés. Les dades d'entrada seran variables relacionades amb simptomatologia i esdeveniments conflictius a l'últim mes. Per a tots dos casos, s'avaluarà el rendiment de diferents algorismes i es triarà el que millor caràcter predictiu tingui. Aquest model dual, que utilitza la Intel·ligència Artificial com a eina de suport a la decisió clínica, suposa un precedent en el control de riscos en models de portes obertes. Una vegada validat el model en la seva totalitat, seria escalable a altres unitats i permetria millorar la qualitat assistencial, mantenint la seguretat de totes les persones implicades en el procés de recuperació

Hand gesture recognition has been extensively used for human-robot interaction in recent years, as they provide a simple and intuitive approach to communication with social and assistive robots. For many real-world applications, it is desirable to have robots able to learn new concepts through interaction, however, this is not a trivial problem: artificial neural networks --commonly used for hand gesture recognition-- suffer from catastrophic forgetting, which hinders their capability of learning new gestures. To cope with this problem, we develop a system for incremental learning of hand gestures applied to human-robot interaction. This system is deployed and tested in a real robot demonstrating the ability to learn and identify correctly most of the new hand gestures examples shown.

En aquest projecte es tracta el disseny d'un sistema de visió per computador per robots de Universal Robots basat en Raspberry Pi amb l'objectiu de tenir un cost reduït. El motiu darrere d’aquest baix cost és que el sistema sigui senzill de replicar en centres educatius. En primera instància es fa una introducció a la plataforma Raspberry Pi i als robots col·laboratius de UR. Partint d'aquesta base, s'exposa el desenvolupament i programació en Python del sistema de visió, tractant els següents apartats: calibració òptica i geomètrica de la càmera, processat de la imatge i detecció d'objectes amb la seva posició i orientació. De la mateixa manera es detalla el desenvolupament del sistema de comunicacions. També s'explica el procés de disseny i fabricació del sistema de fixació al robot, amb els plànols i models CAD generats. Un cop muntat el sistema, es comprova la seva funcionalitat muntant-lo sobre un robot UR3e i implementant una aplicació d'exemple En este proyecto se trata el diseño de un sistema de visión por computador para robots de Universal Robots basado en Raspberry Pi con el objetivo de que tenga un coste reducido. El motivo detrás del bajo coste es que el sistema sea sencillo de replicar en centros educativos. En primera instancia se hace una introducción a la plataforma Raspberry Pi y a los robots colaborativos de UR. Partiendo de esta base, se expone el desarrollo y programación en Python del sistema de visión, tratando los siguientes apartados: calibración óptica y geométrica de la cámara, procesado de la imagen y detección de objetos con su posición y orientación. Del mismo modo se detalla el desarrollo del sistema de comunicaciones. También se explica el proceso de diseño y fabricación del sistema de sujeción al robot, con los planos y modelos CAD generados. Una vez ensamblado el sistema, se comprueba su funcionalidad montándose sobre un robot UR3e e implementando una aplicación de ejemplo This project involves the design of a computer vision system for Universal Robots-based robots using Raspberry Pi, with the goal of having a reduced cost. The reason behind this low cost is to make the system easy to replicate for educational centers. Initially, an introduction is made to the Raspberry Pi platform and UR collaborative robots. Based on this foundation, the development and programming of the vision system in Python is explained, covering the following sections: optical and geometric calibration of the camera, image processing and object detection with its position and orientation. Similarly the development of the communication system is also detailed. The design and manufacturing process of the robot fastening system is also explained, along with the generated CAD plans and models. Once the system is assembled, its functionality is verified by mounting it on a UR3e robot and implementing a sample application

Microphysiological systems (MPSs), also known as 'Organ-On-a-Chip' (OCC), have revolutionized the way of understanding biology. These systems, which include three-dimensional co-culture and microfluidic technology, aim to mimic human physiology with in-vitro culture systems. Their purpose is to increase the knowledge of biological processes, as well as to provide an effective diagnostic tool for the analysis of different drugs. Standardization of MPSs implies the robustness and reproducibility of these devices and is desirable for their industrialization, production and regularization. However, due to the early stage of academic and commercial development of this technology, no standardization procedure exists in the literature to date. Therefore, experts recommend focusing on the characterization or qualification of these devices. This characterization and qualification of microphysiological systems involves testing the different elements that make up the device to ensure that their configuration mimics the physiology of the human structures represented, behaving and providing values as similar as possible to those of the tissues in vivo. It is in this context that this thesis attempts to develop a characterization protocol applicable to any 'Organ-On-a-Chip' system based on the tests carried out and compiled in the literature of devices in the experimental or commercialization phase. Specifically, a characterization and qualification procedure is presented in which the membrane permeability is monitored in real time depending on device elements such as the presence or not of cell culture, the application or not of microfluids, among others. The choice of the assays to be performed, from among those described in the protocol, will depend on the elements of the OCC to be characterized. Els sistemes microfisiològics (MPSs), també coneguts com a "Organ-On-a-Chip" (OCC), han revolucionat la manera d'entendre la biologia. Aquests sistemes, que inclouen el co-cultiu tridimensional i la tecnologia microfluídica, pretenen imitar la fisiologia humana amb els sistemes de cultiu in-vitro. El seu objectiu és augmentar el coneixement dels processos biològics, així com proporcionar una eina de diagnòstic eficaç per a l'anàlisi de diferents fàrmacs. L'estandardització de MPSs implica la robustesa i reproductibilitat d'aquests dispositius i és desitjable per a la seva industrialització, producció i regularització. No obstant això, a causa de la primera etapa del desenvolupament acadèmic i comercial d'aquesta tecnologia, no existeix cap procediment d'estandardització en la literatura fins a data d’avui. Per tant, els experts recomanen centrar-se en la caracterització o qualificació d'aquests dispositius. Aquesta caracterització i qualificació de sistemes microfisiològics implica provar els diferents elements que componen el dispositiu per assegurar que la seva configuració imiti la fisiologia de les estructures humanes representades, comportant-se i proporcionant valors el més similars possible als dels teixits in-vivo. És en aquest context que aquesta tesi intenta desenvolupar un protocol de caracterització aplicable a qualsevol sistema "Organ-On-a-Chip" basat en les proves realitzades i compilades en la literatura de dispositius en la fase experimental o de comercialització. Concretament, es presenta un procediment de caracterització i qualificació en el qual la permeabilitat de la membrana es controla en temps real depenent dels elements del dispositiu com la presència o no del cultiu cel·lular, l'aplicació o no de microfluids, entre d'altres. L'elecció dels assaigs a realitzar, d'entre els descrits en el protocol, dependrà dels elements de l'OCC que el caracteritzin. Los sistemas microfisiológicos (MPSs), también conocidos como "Organ-On-a-Chip" (OCC), han revolucionado la forma de entender la biología. Estos sistemas, que incluyen el co-cultivo tridimensional y la tecnología microfluídica, pretenden imitar la fisiología humana con sistemas de cultivo in vitro. Su finalidad es aumentar el conocimiento de los procesos biológicos, así como proporcionar una herramienta de diagnóstico eficaz para el análisis de diferentes fármacos. La estandarización de los MPSs implica la robustez y reproducibilidad de estos dispositivos y es deseable para su industrialización, producción y regularización. Sin embargo, debido a la temprana etapa de desarrollo académico y comercial de esta tecnología, hasta la fecha no existe en la literatura ningún procedimiento de estandarización. Por ello, los expertos recomiendan centrarse en la caracterización o cualificación de estos dispositivos. Esta caracterización y cualificación de los sistemas microfisiológicos implica probar los diferentes elementos que componen el dispositivo para asegurar que su configuración imita la fisiología de las estructuras humanas representadas, comportándose y proporcionando valores lo más similares posibles a los de los tejidos in vivo. Es en este contexto en el que esta tesis trata de desarrollar un protocolo de caracterización aplicable a cualquier sistema 'Organ-On-a-Chip' basado en las pruebas realizadas y recopiladas en la literatura de dispositivos en fase experimental o de comercialización. En concreto, se presenta un procedimiento de caracterización y cualificación en el que se monitoriza en tiempo real la permeabilidad de la membrana en función de elementos del dispositivo como la presencia o no de cultivo celular, la aplicación o no de microfluidos, entre otros. La elección de los ensayos a realizar, de entre los descritos en el protocolo, dependerá de los elementos del OCC a caracterizar. Outgoing