ESTUDIO DEL EFECTO DE LA MICROINFORMATICA EN EL PROCESO DE APRENDIZAJE DE LAS TECNICAS DE EXPRESION GRAFICA (T.E.G.). LA MICROINFORMATICA Y LOS PROGRAMAS DE CAD (DISEÑO ASISTIDO POR ORDENADOR) PUEDEN REPRESENTAR UN NUEVO ENFOQUE EN EL ACTO CREATIVO DEL DISEÑO GRAFICO. EL FENOMENO DE LA MICROINFORMATICA CONLLEVA UNA COMPONENTE COMERCIAL MUY GRANDE EN DETRIMENTO DE UNA VERDADERA PROFESIONALIDAD. EN LA TESIS SE ENTRA A FONDO EN EL TEMA DE FORMA QUE SE LLEGAN A LOS CONCEPTOS BASICOS COMUNES A LO QUE PODRIAMOS LLAMAR MICROINFORMATICA GRAFICA. LLEGADO A ESTE NIVEL SE CRITICAN ALGUNAS DE LAS SOLUCIONES IMPLEMENTADAS PROPONIENDOSE OTRAS CON RAIZ MAS CIENTIFICA. SE PRECONIZA NO OBSTANTE EL DAR UN CARACTER MAS ANALITICO A LA ENSEÑANZA DE LA GEOMETRIA EN DETRIMENTO DEL GRAFICO COMO HASTA EL MOMENTO. COMO CONCLUSION DE LA TESIS SE PRESENTAN ALGUNAS REALIZACIONES PRACTICAS DEL DOCTORANDO SE DISEÑA UN CURSO DE T.E.G. Y SE PROPONE UNA BIBLIOGRAFIA ACTUALIZADA DEL TEMA.

SLAM (Simulatenous Localization and Mapping) es quizá el problema más importante a solucionar en robótica para construir robots móviles verdaderamente autónomos. El SLAM es acerca de cómo un robot móvil opera en un entorno a priori desconocido, utilizando únicamente sus sensores de abordo, mientras construye un mapa de dicho entorno que al mismo tiempo utiliza para localizarse. Los sensores del robot tienen un gran impacto en los algoritmos usados en SLAM. Los primeros enfoques se centraron en el uso de sensores de rango como sonares o láseres. Sin embargo hay algunas desventajas relacionadas con su utilización: La asociación de datos es difícil, son costosos, habitualmente están limitados a mapas 2D y tienen alto costo computacional debido al gran número de características (features) que producen. Lo anterior ha propiciado que enfoques recientes se estén moviendo hacia el uso de cámaras como sensor principal. Estas se han vuelto muy atractivas para los investigadores de la robótica, dado que generan mucha información, facilitan la asociación de datos, están bien adaptadas para sistemas embebidos: son ligeras, baratas y ahorran energía. Usando visión, un robot puede localizarse así mismo usando objetos comunes como landmarks. Sin embargo, a diferencia de los sensores de rango, que proveen información angular y de rango, una cámara es un sensor proyectivo que mide el bearing (ángulo) respecto a objetos de la imagen. Por lo que la profundidad (range) no puede ser obtenida en una sola toma. Este hecho ha motivado la aparición de una nueva familia de métodos de SLAM: Los Bearing-Only SLAM methods, los cuales están basados en técnicas especiales para la inicialización de features, permitiendo el uso de sensores de bearing en SLAM. Esta tesis se centra en el estudio de la problemática del Bearing-Only SLAM: da una descripción extensa del tema, recapitula los retos actuales a resolver y propone nuevos métodos y algoritmos enfocados a tratar diferentes sub problemas concernientes esta problemática en general. Estos sub problemas deben de ser tratados, de manera que sea posible construir sistemas capaces de operar en entornos diversos y complejos. La investigación descrita en esta disertación ha sido dividida en tres partes: 3DOF Bearing-Only SLAM: El proceso de inicialización de nuevas features es quizá el sub problema más importante a tratar en Bearing-Only SLAM. En esta parte de la tesis se introduce un nuevo método llamado Delayed Inverse Depth Features Initialization (para 3DOF y asumiendo odometría). Este método utiliza una parametrización inversa, donde la profundidad e incertidumbre iníciales de cada feature son dinámicamente estimadas previamente a que una feature sea declarada como un nuevo landmark en el mapa estocástico. También se presenta un sistema de SLAM basado en sonido, llamado SSLAM el cual usa fuentes de sonido como features del mapa. La contribución del SSLAM es demostrar la viabilidad de la inclusión del sentido auditivo en SLAM y mostrar que es factible utilizar sensores alternativos en Bearing-Only SLAM. Métodos de asociación de datos para SLAM basado en visión: El problema de la asociación de datos es quizá uno de los problemas más difíciles en robótica y también uno de los sub problemas más importantes a tratar en SLAM. Consiste en determinar si las mediciones de un sensor tomadas en tiempos diferentes, corresponden al mismo objeto físico del mundo. En esta parte de la tesis, se proponen diferentes métodos que tratan el problema de la asociación de datos en un contexto de SLAM basado en visión. SLAM monocular de 6DOF: El SLAM monocular de 6DOF quizá representa la variante más extrema del SLAM, dado que una cámara en mano es utilizada como la única entrada sensorial del sistema. En esta parte de la tesis, se extiende el algoritmo de 2DOF Bearing-Only SLAM para ser aplicado en un contexto de SLAM monocular. También se propone un nuevo esquema llamado SLAM Monocular Distribuido, enfocado en el problema de construir y mantener mapas consistentes de grandes entornos en tiempo real. La idea es dividir la estimación total del sistema en dos procesos de estimación concurrentes. Primero un método actual de SLAM monocular (Virtual Sensor) es modificado como un complejo sensor virtual que emula sensores típicos, como el laser para medición de rango y encoders para odometría. Después otro método tradicional de SLAM (Global SLAM) es acoplado para construir y mantener el mapa final. Numerosas referencias bibliográficas, graficas, comparaciones, simulaciones y experimentos con datos reales de sensores, son presentador con el fin de mostrar el desempeño de los métodos propuestos. / Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) is perhaps the most fundamental problem to solve in robotics in order to build truly autonomous mobile robots. SLAM is about on how can a mobile robot operate in an a priori unknown environment and use only onboard sensors to simultaneously build a map of its surroundings and use it to track its position. The robot’s sensors have a large impact on the algorithm used for SLAM. Early SLAM approaches focused on the use of range sensors as sonar rings or lasers. Nevertheless there are some disadvantages with the use of range sensors in SLAM: Correspondence or data association is difficult. They are expensive. They are generally limited to 2D maps and computational overhead due to large number of features. The aforementioned issues have propitiated that recent work is moving towards the use of cameras as the primary sensing modality. Cameras have become more and more interesting for the robotic research community, because it yield a lot of information allowing reliable data association. Cameras are well adapted for embedded systems: they are light, cheap and power saving. Using vision, a robot can localize itself using common objects as landmarks. On the other hand, at difference of range sensors (i.e. sonar or laser) which provides range and angular information, a camera is a projective sensor which measures the bearing of images features. Therefore depth information (range) cannot be obtained in a single frame. This fact has propitiated the emergence of a new family of SLAM methods: The Bearing-Only SLAM methods, which mainly relies in especial techniques for features system-initialization in order to enable the use of bearing sensors (as cameras) in SLAM systems. This thesis is focused on the study of the Bearing-Only SLAM problematic: It gives an extensive overview of the subject. It point out the principal challenges nowadays. And it presents new methods and algorithms which address different sub problems concerning to the Bearing-Only SLAM problematic. These sub problems must be solved, in order to build systems capable of operating in extremely diverse and complex environments. The research described in this dissertation has been divided into three parts: 3DOF Bearing-Only SLAM: The initialization process for new features is perhaps the most important sub problem for addressing in Bearing-Only SLAM. In this part of the thesis we introduce a novel method called Delayed Inverse Depth Features Initialization for a 3DOF odometry-available context. In this method, which uses an inverse depth parameterization, initial depth and uncertainty of each feature are dynamically estimated priors to add the new landmark in the stochastic map. We also present a Sound-based SLAM system, called SSLAM, which uses “Sound Sources” as map’s features. The main contributions of the SSLAM are demonstrating the viability on the inclusion of the hearing sense in SLAM and show that is straightforward to use alternative bearing in SLAM systems. Data association methods for camera-based SLAM: the data association problem is possibly one of the hardest problems in robotic and also one of the most important sub problems to solve in SLAM. The correspondence problem is the problem of determining if sensor measurements taken at different points in time correspond to the same physical object in the world. In this part of the thesis, we propose different methods for addressing the data association problem in a context of vision-based SLAM. 6DOF Monocular SLAM: 6-DOF monocular SLAM possibly represents the harder variant of SLAM, since a low cost hand-held camera is used as the only sensory input to the system. In this part of the thesis, we extend our 2DOF Bearing-Only SLAM algorithm for being used in a monocular SLAM context. Also a novel framework called Distributed Monocular SLAM is proposed for addressing the problem of building and maintaining a global and consistent map of large environments at real time. The key idea is to divide the whole estimation into two concurrent estimation processes. First a state of the art monocular SLAM method (Called Virtual Sensor) is modified as a complex virtual sensor that emulates typical sensors such as laser for range measurement and encoders for dead reckoning. Afterward, a classic SLAM method (called Global SLAM) is plugged in for building and maintaining the final map. Several references, graphics, comparisons, simulations and experiments with real data are presented in order to demonstrate the performance of the methods.

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El argumento fundamental de esta tesis es el estudio de la solvatación iónica por medio de cálculos con ordenador. Tres lineas de investigación han sido seguidas:(i) Solvatación y mobilidad ionica. Las características principales del processo de intercambio entre la primera y la segunda capa de hidratación iónica para Li+ en agua se ha encontrado ser independiente del estado termodinamico en gran medida. Ha sido demostrado que el desplazamiento cuadrático medio de moléculas pertenecientes a complejos inertes está caracterizado por un largo transitorio debido a la lenta relajación rotacional del complejo. El incremento del coeficiente de difusión iónico debido a los intecambios en la capa de solvatación ha sido calculado por primera vez en el caso de Li+ y Na+. Finalmente, se han derivado leyes de probabilidad que ponen en relación la estereoquímica y la velocidad iónica instantanea.(ii) Plastificantes. Se propone un nuevo procedimiento para el desarrollo de campos de fuerza intramoleculares, que funciona satisfactoriamente en el caso de dos moleculas de interés en las Batterias a Iones de Litio: carbonato de etileno y -butirolactona. Respecto a la solvatación de Li+ en los dos solventes, el ión está coordenado por 4 moleculas a través del oxigeno del carbonilo con pequeñas distorsiones de la geometría molecular. La nueva asignación de los modos vibracionales hecha para las dos moléculas ha permitido calcular los cambios inducidos por el ión litio, explicando varias caracteristicas de los espectros esperimentales.(iii) Polarización. Se ha estudiado la eficacia de los metodos de polarización más comunes para simulaciones de Dinámica Molecular en dímeros ión-molécula, usando calculos ab initio como referencia. En lugar de centrarnos en la superficie de energía potencial completa (procedimiento típico), se ha considerado solo la parte electrostática. Se han desarrollado nuevos modelos polarizables para agua y tetracloruro de carbono, que reproducen el comportamiento de sistemas carga-molécula. Ha sido encontrado que, en el caso de dímeros ión-molécula, se requiere una corrección de amortiguamento de la polarización a cortas distancias. El método de los dipolos puntuales junto al método de amortiguamento de Thole reproduce satisfactoriamente las características principales para cationes y aniones atómicos. / The underlying topic of this thesis is the study of ion solvation by means of computer calculations. Three lines of investigation have been followed:(i) Solvation and Ionic Mobility. The main features of the exchange process between first and second ionic hydration shells for Li+ in water have been found to be largely independent of the thermodynamic state. It has been shown that the mean square displacement of molecules belonging to inert complexes is characterized by a long transient due to the slow rotational relaxation of the complex. The increase of the ionic diffusion coefficient due to solvation shell exchanges has been computed for the first time in the case of Li+ and Na+. Finally, probability laws have been derived which relate the stereochemistry and the instantaneous ionic velocity.(ii) Plasticizers. A new approach for the development of intramolecular force fields is proposed, which performs satisfactorily in the case of two molecules of interest for Lithium Ion Batteries: ethylene carbonate and -butyrolactone. Concerning the solvation of Li+ in both solvents, it is coordinated by 4 molecules through the carbonyl oxygen with slight distorsions of the molecular geometry. The new vibrational mode assignment performed for both molecules has allowed to compute the vibrational shifts induced by the lithium ion, explaining a number of features present in the experimental spectra.(iii) Polarization. The performance of the most commonly used polarization methods for Molecular Dynamics simulation is studied for ion-molecule dimers, using ab initio calculations as benchmark. Instead of focusing on the full potential energy surface (the standard approach), only the electrostatic part is considered. New polarizable models have been developed for water and carbon tetrachloride, which reproduce the behaviour of charge-molecule systems. In the case of ion-molecule dimers it has been found that a polarization damping correction is required at short distances. The point dipole method in conjunction with the Thole damping scheme reproduces rather satisfactorily the main features both for atomic cations and anions.

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El objetivo del estudio es determinar las dimensiones transversales de los arcos maxilar y mandibular en modelos digitales de pacientes adultos en la ciudad de lima, periodo 2016 – 2018. Respecto a metodología el enfoque es cuantitativo, el diseño es observacional, el tipo de estudio es prospectivo, transversal, descriptivo. La población estará constituida por 150 modelos de estudio digitales. Asimismo, los criterios de inclusión serán modelos de yeso digitalizados de pacientes previos al tratamiento de ortodoncia fija, pacientes adultos de 14 años a 60 años, dentición completa hasta los primeros molares en ambas arcadas, sin problemas transversales como (mordida cruzada posterior, mordida en tijera, etc.), piezas dentarias sin restauraciones amplias ni coronas. Se procederá a realizar la recolección de los modelos digitalizados que han llegado a la empresa (LDO- 3D), utilizando el programa Free CAD, para lo cual se ubicarán los modelos superior e inferior, en vista oclusal y se realizarán las mediciones transversales, de canino a canino y de primera molar a primera molar tanto en maxilar superior como en maxilar inferior. La información que se obtenga será registrad en una ficha de recolección de datos y luego serán analizados utilizando pruebas estadísticas de acuerdo al tipo de variable y objetivos del estudio.

Un aprendizaje interactivo es fundamental para apoyar al bajo rendimiento académico de los estudiantes durante el proceso de aprendizaje; los colegios afrontan este problema causado por la falta de motivación, sesiones dinámicas, factores ambientales y metodologías con características interactivas. Esta situación es la que ha permitido orientar la investigación aplicada con el objetivo de apoyar el proceso de aprendizaje mediante el uso de un software educativo interactivo en la segunda competencia denominada “Explica el mundo físico basándose en conocimientos sobre los seres vivos, materia y energía, biodiversidad, tierra y universo”, del área de Ciencia y Tecnología. En primer lugar, se identificó la tecnología con mayores características de interactividad presentes en el software avalado por la evaluación de expertos en desarrollo. Se utilizó la metodología RUP complementada con la metodología MEISE, para el procedimiento adecuado del desarrollo del proyecto. Por otro lado, se comparó tres modelos de aprendizajes, siendo el modelo de Kolb el que tuvo mayor porcentaje de relación respecto a las características de aprendizaje interactivo a través del uso del software. Al finalizar el desarrollo del software, se implementó en dos grupos de estudiantes de la institución, obteniendo resultados de mejora del desempeño educativo; además se evaluó la utilidad y facilidad de uso percibido del modelo TAM a los expertos en educación, cuyos resultados fueron del 87% y 78% para cada factor, respectivamente. Así, el resultado obtenido permite inferir que la presente investigación es un aporte importante en el sector educación.