Revista Politécnica

Cognitive social zones for improving the pedestrian collision avoidance with mobile robots

Abstract: Social behaviors are crucial to improve the acceptance of a robot in human-shared environments. One of the most important social cues is undoubtedly the social space. This human mechanism acts like a repulsive field to guarantee comfortable interactions. Its modeling has been widely studied in social robotics, but its experimental inference has been weakly mentioned. Thereby, this paper proposes a novel algorithm to infer the dimensions of an elliptical social zone from a points-cloud around the robot. The approach consists of identifying how the humans avoid a robot during navigation in shared scenarios, and later use this experience to represent humans obstacles like elliptical potential fields with the previously identified dimensions. Thus, the algorithm starts with a first-learning stage where the robot navigates without avoiding humans, i.e. the humans are in charge of avoiding the robots while developing their tasks. During this period, the robot generates a points-cloud with 2D laser measures from its own framework to define the human-presence zones around itself but prioritizing its closest surroundings. Later, the inferred social zone is incorporated to a null-space-based (NSB) control for a non-holonomic mobile robot, which consists of both trajectory tracking and pedestrian collision avoidance. Finally, the performance of the learning algorithm and the motion control is verified through experimentation.

Resumen: Los comportamientos sociales son esenciales para mejorar la aceptación social de un robot en ambientes compartidos con humanos. Uno de las cualidades más importantes es sin duda el espacio social. Este mecanismo humano actúa como un campo repulsivo para garantizar interacciones confortables. Su modelado ha sido ampliamente estudiado en robótica social, sin embargo su inferencia experimental ha sido apenas mencionada. De esta manera, este trabajo propone un novedoso algoritmo para inferir las dimensiones de una zona social elíptica a partir de una nube de puntos alrededor del robot. El enfoque consiste en identificar cómo los humanos evitan al robot durante una evasión en un ambiente compartido, y posteriormente usar esta experiencia para representar obstáculos humanos como campos elípticos potenciales con las dimensiones previamente identificadas. Para ésto, el algoritmo empieza con una primera etapa de aprendizaje donde el robot navega sin evadir a los humanos, i.e. los humanos estan a cargo de evadir al robot durante el desenvolvimiento de sus tareas. Durante este periodo, el robot genera una nube de puntos de mediciones laser 2D desde su marco de referencia para definir las zonas de no-inferencia humana alrededor de sí mismo, pero priorizando sus cercanías. Posteriormente, la zona social que ha sido inferida se incorpora a un control de movimiento basado en espacios nulos (NSB) para un robot móvil no holonómico, el cual se diseña para seguir trayectorias y evitar colisiones con peatones. Finalmente, el rendimiento del algoritmo de aprendizaje y el control de movimiento es verificado experimentalmente.

Risk of Sodicity in the Soils of Canton Milagro, Guayas-Ecuador at Time of Dryness

Resumen: Dada la importancia de la producción agrícola del suelo del cantón Milagro, en este artículo se plantea como objetivo estudiar el efecto de las bajas precipitaciones y el uso de riego complementario, en la concentración de sales en los suelos del cantón. El problema de las inundaciones y la sequía ponen en riesgo las actividades agrícolas de la zona que ocupan un 95,5% del suelo del cantón, ya que pueden provocar la pérdida de suelos fértiles . La determinación del RAS relación de adsorción de sodio en todas sus modificaciones, y el Índice de Saturación en los suelos, calculados a partir de las mediciones de la concentración de cationes, aniones, conductividad eléctrica (CE) y pH en muestras de aguas tomadas en 32 estaciones a lo largo de la microcuenca del río Milagro a juicio del experto y para los fines específicos de la investigación, en junio de 2013 con un promedio de precipitaciones de 74,5 mm, permitirá proponer alternativas para evitar la sodicidad de los suelos del cantón. En estudios realizados sobre la relación agua-suelo se ha demostrado que es posible predecir el riesgo de sodicidad de los suelos por el uso de aguas de alta salinidad, como es el caso de algunas muestras de aguas en el cantón Milagro. Los valores más críticos se obtuvieron con el RASaj, el río Belin tiene una clasificación S2 según Richard et. al. (1959), aguas provenientes de bananeras, lo que significa que la precipitación de la calcita es un factor influyente, son zonas de conos de esparcimiento. Existen zonas clasificadas como S3 y S4 en la zona de Banco de Arena, situación que indica una elevada cantidad de sodio en el agua de riego lo que puede causar que los suelos alcancen un nivel peligroso de sodio y para una agricultura sostenible se requiere de lavados y un muy buen drenaje.

Abstract: Given the importance of the agricultural production of the soil of the canton Milagro, in this article the objective is to study the effect of low rainfall and the use of complementary irrigation in the concentration of salts in the soils of the canton. The problem of floods and drought endangers agricultural activities in the area that occupy 95.5% of the land of the canton, as they can cause the loss of fertile soils. The determination of the RAS ratio of sodium adsorption in all its modifications, and the Saturation Index in the soils, calculated from the measurements of the concentration of cations, anions, electrical conductivity (CE) and pH in water samples taken in 32 stations along the Milagro river microbasin, according to the expert and for the specific purposes of the investigation, in June 2013 with an average rainfall of 74.5 mm, will allow to propose alternatives to avoid the sodicity of the soil of the canton. In studies carried out on the water-soil relationship it has been shown that it is possible to predict the risk of sodicity of soils by the use of high salinity water, as is the case of some water samples in the Milagro canton. The most critical values were obtained with the RASaj, the Belin River has an S2 classification according to Richard et. to the. (1959), waters from banana plantations, which means that the precipitation of calcite is an influencing factor, they are zones of recreational cones. There are zones classified as S3 and S4 in the area of Banco de Arena, a situation that indicates a high amount of sodium in the irrigation water which can cause the soils to reach a dangerous level of sodium and for a sustainable agriculture requires washing and a very good drainage.

Algebraic IDA-PBC for Polynomial Systems with Input Saturation: An SOS-based Approach

Abstract: The necessity to deal with partial differential equations (PDEs) and the dissipation condition are the main adversities in the application of Interconnection and Damping Assignment Passivity-Based Control (IDA-PBC). Recently, an algebraic solution of IDA-PBC has been explored for a class of affine polynomial systems by using sum of squares (SOS) and semidefinite programming (SDP). In this work, we extend the previous method by incorporating actuator saturation (AS) and two minimization objectives in the SDP. Our results are validated on two polynomial systems.

Resumen: La solución de ecuaciones diferenciales parciales (PDE) y la condición de disipación son las principales adversidades en la aplicación de Interconnection and Damping Assignment Passivity-Based Control (IDA-PBC). Recientemente, se ha explorado una solución algebraica de IDA-PBC para una clase de sistemas polinomiales utilizando el método de suma de cuadrados (SOS) y la programación semidefinida (SDP). En este trabajo se amplía el método anterior incorporando saturación en los actuadores (AS) y dos objetivos de minimización en la SDP. Nuestros resultados son validados en dos sistemas polinómicos.

Evaluation of IMERG V03 and TMPA V7 products in the detection of flood events in Cañar river basin

Resumen: Los productos de precipitación por satélite de la Misión de Medición de Precipitación Tropical (TRMM) y su sucesor la Medición de Precipitación Global (GPM), proveen de datos de precipitación para aplicaciones hidrológicas en cuencas hidrográficas sin datos o información escasa. El propósito de este estudio es evaluar la aplicación de los productos satelitales IMERG V03 y TMPA V7 para modelación hidrológica y la potencial detección de caudales de crecidas en la cuenca del río Cañar. Los productos satelitales IMERG V03 y TMPA V7 a escala espacio temporal 0.1° x 0.1° (10 x 10 km) /1 hora y 0.25° x 0.25° (25 x 25 km) /3 horas respectivamente, en eventos de crecidas en el período marzo 2014 a diciembre 2015 subestiman las intensidades de precipitación, misma que se atribuye a la topografía fuertemente accidentada. Los resultados muestran que los productos satelitales mejoran la distribución espacial de la lluvia registrada solamente con los pluviómetros considerando los métodos de corrección como Double Kernel Smoothing (DS), y Residual Inverse Distance Weigthing (RIDW). Para modelación hidrológica con HEC-HMS se pudo identificar que los productos de precipitación corregidos por los métodos DS y RIDW generan caudales más ajustados a los observados, especialmente cuando los eventos de crecida registran una alta probabilidad de detección de lluvia (POD) y una mayor intensidad de precipitación. Los resultados muestran el potencial que tienen productos satelitales fusionados con observaciones de campo para la simulación de caudales de crecidas en cuencas con escasos datos de campo.

Abstract: The satellite precipitation products, such as Tropical Rainfall Measuring (TRMM) and it is successor Global Precipitation Measurement (GPM), provide precipitation data for hydrological applications in basins without data or with scarce information. The purpose of this paper is to evaluate satellite-based products IMERG V03 and TMPA V7, for hydrological modeling and the potential detection of flood discharges in the Cañar river basin. The evaluation of IMERG V03 and TMPA V7 satellite products at a different spatio-temporal resolutions of 0.1°x 0.1° (10 x 10 km) 1 hour, and 0.25° x0.25° (25 x 25 km) 3 hours respectively, at events during the period March 2014 – December 2015, shows that the rainfall intensity is underestimated. This is related to the disperse rain gages, which do not register in a proper manner the rainfall events, as well as the mountainous topography of the terrain. The results show that the satellite-based products improve the rainfall spatial distribution registered by rain gages, when including correction methods such as Double Kernel Smoothing (DS) and Residual Inverse Distance Weighting (RIDW). The evaluation of the correction methods was carried out by comparing discharges simulated with the hydrological model HEC-HMS and observed ones. When applying the DS and RIDW methods to IMERG V03 and TMPA V7 products, the hydrological model is able to produce discharges that are closer to the observed ones. Moreover, the calibrated hydrologic model HEC-HMS can simulate discharges that fit the flood events for all both satellite-based products (IMERG V03 and TMPA V7), when these products register a high probability for detection (POD) and a high rainfall intensity. The results show the potential of satellite products merged with rainfall observations for the simulation of flood discharges in basins with scarce rainfall data.

Mathematical Statistical Analysis About the behavior of the Electrical Conditions Established under the ISO Standard Test 16750-2 in Two Automotive Alarm Modules in Ecuador

Resumen: Los dispositivos electrónicos que han sido diseñados para ser instalados en el vehículo pueden ser sometidos a pruebas necesarias para obtener una certificación o aprobación mínima requerida para ser instalada en el sistema eléctrico del automóvil. Con el uso de un equipo normado el cual permite generar condiciones eléctricas a un dispositivo electrónico, se han obtenido diferentes resultados ante el comportamiento eléctrico que se puede encontrar especialmente en el vehículo; condiciones tales como: caídas momentáneas de tensión, sobretensiones e inversiones de tensión de voltaje, considerando incluso someter los dispositivos a las fuertes condiciones eléctricas del sistema automotriz cuando se produce el arranque del motor. Con este análisis se obtiene resultados del comportamiento entre dos dispositivos electrónicos y de tal manera determinar mediante la validación de cada uno, si las características del diseño o aspectos de programación pueden influir en el resultado de cada prueba. Esto nos permite considerar varios aspectos ante el diseño del dispositivo y de esta manera lograr conseguir un óptimo funcionamiento; siendo esto reflejado en obtener una certificación.

Abstract: Electronic devices that are designed to be installed in the vehicle may be subject to tests required for certification or minimum approval required to be installed in the electrical system of the car. With the use of a standardized equipment which allows to generate electrical condition to an electronic device, to obtain different results before the electrical behavior that can be found especially in the vehicle; conditions such as: momentary voltage falls, surge voltage and invertion voltage, whereas even submit devices to automotive system strong electrical conditions when starting the engine. With this analysis, results of the behavior between two electronic devices are obtained and in this way it is determined through the validation of each one, if the characteristics of the design or aspects of programming can influence the result of each test. This allows us to consider several aspects of the design of the device and thus achieve optimum performance, this being reflected in obtaining a certification.

Analysis for the Implementation of the Quality Management System and the Environmental Management System for the Instrumental Analysis Laboratory of the National Polytechnic School

Resumen: El Laboratorio de Análisis Instrumental ubicado en el 5to piso del Edificio No. 17 de la Escuela Politécnica Nacional brinda servicios de análisis de gases de pozo, biogás, biocidas, solventes, vidrios laminados y templados, entre otros; no obstante, no cuenta con un sistema integrado de Gestión que incluya la ISO 9001:2015 ni ISO 14001:2015, los cuales deberían ser una base fundamental a fin de permitir una dirección basada en la optimización de procesos con una disminución de los impactos ambientales que puede generar cualquier empresa. Con estos antecedentes, el presente trabajo tiene por objetivo desarrollar un mecanismo para implementación de un SIG y que vaya acorde a la normativa ISO 17025:2015 mediante una búsqueda sistemática de bibliografía y como parte de la acreditación del mismo. Los resultados obtenidos muestran que la técnica de integración total, propuesta por Block y Marash (2000) y la técnica de alineamiento propuesta por Ferguson et al (2002), son adecuadas para este tipo de laboratorio, y replicables para laboratorios similares.

Abstract: The Instrumental Analysis Laboratory located on the 5th floor of Building No. 17 of the National Polytechnic School provides services for the analysis of well gases, biogas, biocides, solvents, laminated and tempered glass, among others; however, it does not have an integrated management system that includes ISO 9001: 2015 nor ISO 14001: 2015, which should be a fundamental basis in order to allow management based on process optimization with a reduction in environmental impacts what any company can generate With this background, this work aims to develop a mechanism for implementing a GIS and that is consistent with ISO 17025: 2015 by a systematic search of literature and as part of the accreditation of it. The results obtained show that the technique of total integration, proposed by Block and Marash (2000) and the alignment technique proposed by Ferguson et al (2002), are suitable for this type of laboratory, and replicable for similar laboratories.