RISTI - Revista Ibérica de Sistemas e Tecnologias de Informação

Age of the Fourth Industrial Revolution

Educational robotics tool based on Lego Mindstorms and VEX Robotics using 3D software and mechatronic design

La robótica propicia la adquisición de competencias técnicas en áreas tales como electrónica, informática, mecánica, y transversales como trabajo en equipo, resolución de problemas y pensamiento crítico. La mayoría de los currículos en las instituciones de educación básica, media y superior del país que utilizan robots educativos no tienen en cuenta el contexto ni el usuario final del robot, incluidas las dos instituciones de este estudio: Tecnoacademia Sena Risaralda y Universidad de Manizales. En este trabajo se expone el diseño, implementación y validación de una herramienta de software 3D, que permitió configurar robots Lego Mindstorms EV3 y VEX Robotics EDR, para cumplir una tarea específica, teniendo en cuenta los requerimientos iniciales del usuario del robot. Se usaron herramientas de diseño mecatrónico basadas en el despliegue de la función de calidad QFD y Design Thinking. El software hará parte de los currículos de ambas instituciones en sus cursos de robótica.

Robotics encourages acquiring many technical skills in areas such as electronics, computer science, mechanics and also soft skills as teamwork, problem solving and critical thinking. Most of the curricula of elementary, middle and higher education institutions in Colombia that incorporate educational robots do not consider the context or the end user of the robot, including the two institutions involved in this study: Tecnoacademia Sena Risaralda and University of Manizales. In this work, design, implementation and testing of a 3D software tool is described. This tool allows configuring Lego Mindstorm EV3 and VEX Robotics EDR robots to compel a specific task, considering the initial requirements of the end user. Mechatronics design tools as QFD and design thinking was used. Finally, the developed software will be incorporated in robotic courses in both institutions.

The Semantics of Images and the Analysis of their Content

Las imágenes transmiten información de diferentes maneras, la descripción puede ser referente a la forma de los objetos, colores, texturas; sin embargo, también pueden transmitir conceptos, los cuales estarán formados por el conjunto de objetos presentes en una imagen. En este trabajo se presenta un enfoque de descripción de imágenes desde la perspectiva semántica y se evalúa mediante un análisis léxico-sintáctico para comprobar que las descripciones dadas sean parte del lenguaje definido, por ello se utiliza un módulo de verificación sintáctica el cual resultó ser de gran utilidad dado que no siempre los datos de entrada pertenecerán al conjunto de trabajo, si bien es un modelo adaptable y con posibilidades de crecimiento, es necesario definir los datos a trabajar; por ello la verificación sintáctica evita añadir ruido al modelo para garantizar que las clases que entren sea una clase válida y pueda realizarse un refinamiento de las descripciones.

The images transmit information in different ways, the description can be referring to the shape of objects, colors, textures; however, they can also convey concepts, which will be formed by the set of objects present in an image. In this work, an image description approach is presented from the semantic perspective and is evaluated through a lexical-syntactic analysis to verify that the descriptions given are part of the defined language, so a syntactic verification module is used which turned out to be very useful since the input data will not always belong to the work set, although it is an adaptable model and with growth possibilities, it is necessary to define the data to work; Therefore, the syntactic verification avoids noise to the model to ensure that the classes that enter are a valid class and a refinement of the descriptions can be made.

Knowledge Discovery in Medical Records through Text Mining

Las instituciones clínicas presentan una alta generación de datos no estructurados tanto en el registro de procedimientos en texto libre por parte del personal médico, como por las imágenes y videos generados por las ayudas diagnósticas. En este trabajo se plantea un proceso de descubrimiento de conocimiento en el texto no estructurado de las historias clínicas del área de traumatología del Hospital San Vicente Fundación mediante minería de texto. Para el estudio se aplicaron técnicas de preparación de texto como eliminación de palabras no relevantes, sustitución de términos, eliminación de acentos y derivación de palabras. Respecto a los procesos de minería se aplicaron técnicas de aprendizaje supervisado y no supervisado como árboles de decisión, regresión logística, k-vecinos más cercanos, clustering jerárquico y reglas de asociación. El resultado obtenido es la conformación de un modelo de las palabras más relevantes en los registros clínicos del Hospital en el área de traumatología.

The clinical institutions generate a large amount of unstructured databoth in the registration of procedures in free text by medical staff, and by the images and videos generated by diagnostic aids. This paper proposes a process of knowledge discovery in the unstructured text of the medical records of the trauma area of the San Vicente Foundation Hospital through text mining. Text preparation techniques were applied such as elimination of non-relevant words, substitution of terms, elimination of accents and derivation of words. Regarding mining processes, supervised and unsupervised learning techniques were applied such as decision trees, logistic regression, nearest k-neighbors, hierarchical clustering and association rules. The result obtained is the conformation of a model of the most relevant words in the clinical records of the Hospital in the area of traumatology.

Heuristics for Data Augmentation in NLP: Application to scientific paper reviews

Las técnicas de data augmentation son esenciales para entrenar algoritmos de machine learning, donde el conjunto de datos inicial es más pequeño que lo requerido debido a la complejidad del modelo. En modelos de aprendizaje automático, la robustez del proceso de entrenamiento depende altamente de grandes volúmenes de datos etiquetados, los cuales son costosos de producir. Un enfoque eficaz para tratar con este problema es generar automáticamente nuevos ejemplos etiquetados usando técnicas de data augmentation. En el procesamiento del lenguaje natural, en particular en el idioma español, hay una falta de técnicas bien definidas que permitan incrementar un conjunto de datos. En este artículo, se proponen un conjunto de heurísticas para data augmentation en NLP, las cuales son aplicadas en el dominio de las revisiones de artículos científicos.

Data augmentation techniques are essential for training machine learning algorithms, where the initial data set is smaller than required due to the model complexity. In machine learning models, the robustness of the training process is highly dependent on large volumes of labeled data, which are expensive to produce. An effective approach to deal with this problem is to automatically generate new tagged examples using data augmentation techniques. In the processing of natural language, particularly in the Spanish language, there is a lack of well-defined techniques that allow increasing a set of data. In this article, we propose a set of heuristics for data augmentation in NLP, which are applied to the domain of reviews of scientific articles.

Static Scheduling for Real-Time Data Transmission with WSN

Este documento presenta un método (algoritmo) de planificación para la transmisión de datos en tiempo real con redes de sensores inalámbricas (WSN), basado en técnicas de planificación estática y aplicado a redes que utilicen espacios de tiempo (time-slot) para la transmisión de datos en eventos periódicos, donde se garantice un tiempo acotado de transmisión. El documento presenta en primera instancia la revisión de algunos algoritmos existentes para transmisión en tiempo real con WSN, para luego explicar el algoritmo desarrollado y los resultados encontrados que permitieron validar la solución propuesta.

This document presents a planning method (algorithm) for the transmission of data in real time with wireless sensor networks (WSN), based on static planning, applied to networks that use time slots for the transmission of data in periodic events, guaranteeing a limited time of transmission. The document presents in the first instance the review on techniques for transmission in real time with WSN, to then explain the developed algorithm and the results found that allowed validating the proposed solution.

Configuration of a temperature control in a low cost embedded system, using artificial intelligence and the internet of things tools

El propósito de este trabajo es la implementación de un controlador difuso en línea, empleando una plataforma del internet de las cosas (IoT), para obtener un conjunto de datos que se procesan, empleando redes neuronales, con el objetivo de obtener un modelo que permita la identificación de la dinámica de un sistema térmico. Se calculan los parámetros de un controlador neuronal con base en el modelo estimado de la planta y posteriormente se transmiten a un sistema en chip (SoC), con el fin de configurar un sistema de control automático fuera de línea.

The purpose of this paper is to implement an online fuzzy controller using an internet of things (IoT) platform to obtain a data set, that is processed using neural networks in order to build a model that permits to identify the dynamics of a thermal system. The parameters of a neural controller are calculated based on the estimated model of the plant. These parameters are transmitted to a System on a Chip (SoC) in order to configure an automatic offline control system.

Analysis of weaknesses that present the Very Small Entities in the implementation of the ISO/IEC 29110 standard: A comparison between the state of art and the state of practice

Debido a la importancia de las Entidades Muy Pequeñas en la industria del software, hoy en día, organizaciones como la ISO, están enfocadas en el desarrollo de estándares que impulsen su competitividad, reforzando el uso de prácticas probadas de ingeniería de software y sean adecuados a las características específicas de este tipo de empresas, como lo es la serie de estándares ISO/IEC 29110. Sin embargo, las Entidades Muy Pequeñas han mostrado debilidades en la implementación de dicha serie. Este artículo realiza una comparativa entre el estado del arte y el estado de la práctica referente a la implementación del estándar ISO/IEC 29110 en entidades muy pequeñas. Los resultados muestran, que las principales debilidades están relacionadas con: la falta de ejecución de actividades de verificación y validación, y el desarrollo y/o documentación de casos y procedimientos de prueba.

Due to the importance of Very Small Entities in the software industry, today, organizations such as ISO, are focused on the development of standards that push their competitiveness, reinforcing the use of proven software engineering practices, and being adequate to the specific characteristics of this type of organizations, such as the ISO/IEC 29110 series of standards. However, Very Small Entities have shown weaknesses in the implementation of this series. This article makes a comparison between the state of the art and the state of practice concerning the implementation of the ISO/IEC 29110 standard in very small entities. The results show that the main weaknesses are related to the lack of execution of verification and validation activities, and the development and/or documentation of cases and test procedures.

Metrics for the Measurement of the Flexibility Factor and the Inheritance Implementation Factor of Software Systems

Actualmente la medición de la calidad del diseño arquitectural de software es un tópico importante para los ingenieros de software. Sin embargo, algunas métricas de calidad aún no están definidas, como lo son las métricas para medir el factor de flexibilidad y de herencia de implementación de una arquitectura de clases, enfocadas en métodos abstractos. En este trabajo de investigación se propone un conjunto de cinco métricas de calidad, tres de ellas son para medir el factor de herencia de implementación, las cuales son: Factor de Herencia de Implementación (FHI), Factor de Herencia de Implementación por Jerarquía de Clases (FHIJ) y Factor Herencia de Implementación de una Arquitectura de Clases (FHIAC); las dos restantes son para medir el factor de flexibilidad, estas son: Factor de Flexibilidad de Clase (FFC) y Factor Medio de Flexibilidad de Clases(FMFC).

Currently measuring the quality of architectural software design is an important topic for software engineers. However, some quality metrics are not yet defined such as the metrics for measuring the flexibility and implementation inheritance factor for a class architecture focused on abstract methods. In this research, a set of five quality metrics is proposed; three of them are to measure the inheritance implementation factor, which are: Implementation Inheritance Factor (FHI), Implementation Inheritance Factor by Class Hierarchy (FHIJ) and Implementation Inheritance Factor of a Class Architecture (FHIAC); the remaining two are to measure the flexibility factor, these are: Class Flexibility Factor (FFC) and Average Class Flexibility Factor (FMFC).