We still struggle to deliver autonomous robots that perform manipulation tasks as simple for a human as picking up items. A portion of the difficulty of this task lays on the fact that such operation requires a robot that can deal with uncertainty in an unstructured environment. We propose in this thesis the use of visual and tactile perception for providing solutions that can improve the robustness of a robotic manipulator in such environment. In this thesis, we approach robotic grasping using a single 3D point cloud with a partial view of the objects present in the scene. Moreover, the objects are unknown: they have not been previously recognised and we do not have a 3D model to compute candidate grasping points. In experimentation, we prove that our solution is fast and robust, taking in average 17 ms to find a grasp which is stable 85% of the time. Tactile sensors provide a rich source of information regarding the contact experienced by a robotic hand during the manipulation of an object. In this thesis, we exploit with deep learning this type of data for approaching the prediction of the stability of a grasp and the detection of the direction of slip of a contacted object. We prove that our solutions could correctly predict stability 76% of the time with a single tactile reading. We also demonstrate that learning temporal and spatial patterns leads to detections of the direction of slip which are correct up to 82% of the time and are only delayed 50 ms after the actual slip event begins. Despite the good results achieved on the previous two tactile tasks, this data modality has a serious flaw: it can only be registered during contact. In contrast, humans can estimate the feeling of grasping an object just by looking at it. Inspired by this, we present in this thesis our contributions for learning to generate tactile responses from vision. We propose a supervised solution based on training a deep neural network that models the behaviour of a tactile sensor, given 3D visual information of the target object and grasp data as an input. As a result, our system has to learn to link vision to touch. We prove in experimentation that our system learns to generate tactile responses on a set of 12 items, being off by only 0.06 relative error points. Furthermore, we also experiment with a semi-supervised solution for learning this task with a reduced need of labelled data. In experimentation, we show that it learns our tactile data generation task with 50% less data than the supervised solution, incrementing only 17% the error. Last, we introduce our work in the generation of candidate grasps which are improved through simulation of the tactile responses they would generate. This work unifies the contributions presented in this thesis, as it applies modules on calculating grasps, stability prediction and tactile data generation. In early experimentation, it finds grasps which are more stable than the original ones produced by our method based on 3D point clouds. / This doctoral thesis has been carried out with the support of the Spanish Ministry of Economy, Industry and Competitiveness through the grant BES-2016-078290.

Las misiones espaciales actuales y futuras no se entienden sin la utilización de robots. Es dentro de este ámbito general en el que se plantea la presente Tesis Doctoral, con el propósito de proponer tecnologías para el control y guiado de robots en órbita que les permita desarrollar las misiones en las que están actualmente implicados y en las que, sin duda, estarán en un futuro próximo. Para la implementación y simulación de los distintos algoritmos y controladores propuestos se ha implementado un framework basado en ROS denominado OnOrbitROS. Este entorno extiende las capacidades de ROS para permitir la simulación de sistemas robóticos espaciales en órbita. Tras definir y validar esta herramienta se han realizado distintas aportaciones tanto para la planificación como para el control de robots espaciales en órbita. Estas aportaciones se han aplicado tanto a sencillos manipuladores en libre flotación como a complejos robots humanoides guiados empleando realimentación sensorial procedente de cámaras y sensores de fuerza. Así, se ha propuesto un algoritmo de planificación para robots en órbita capaz de generar de forma automática los movimientos que ha de describir un robot para alcanzar un determinado objetivo. Este algoritmo, basado en optimización, definirá las trayectorias de las articulaciones o del efector final del robot. Tras proponer este algoritmo se ha trabajado en la propuesta de controladores con el propósito de realizar el seguimiento de las trayectorias definidas. Se han propuesto nuevos controladores con distintas propiedades, aplicaciones y características dinámicas cuyos resultados avalan su aplicación en robots de estas características. Cabe destacar, por ejemplo, la definición de ontroladores basados en optimización, controladores con realimentación visual y fuerza, controladores basados en velocidad, fuerza o aceleración, etc. A lo largo de la Tesis se exponen cada uno de estos controladores, se describen sus características y aplicaciones, y se muestra su desempeño en la realización de tareas típicas desarrolladas por estos robots en órbita.

La presente tesis tiene como finalidad la investigación sobre la viabilidad en el desarrollo de un modelo de optimización que permita maximizar la cobertura del sistema de abastecimiento de agua contra incendios. Esto mediante la óptima localización de hidrantes en un distrito de Lima, lo cual permitiría reducir el tiempo de atención a emergencias del Cuerpo General de Bomberos Voluntarios del Perú ante tales siniestros. Para ello, se buscará definir los factores más importantes y los antecedentes existentes a la localización de hidrantes de manera estratégica. Actualmente, el Cuerpo General de Bomberos Voluntarios del Perú se enfrenta a diversas dificultades en su labor como la falta de instrumentos o personal. De estas dificultades, destaca la inaccesibilidad y deficiente localización de hidrantes en Lima Metropolitana, en donde un 34% de los mismos se encuentran inoperativos según datos de la Defensoría del Pueblo para el año 2016. Dicha carencia genera un aumento significativo en el tiempo de atención a emergencias y con ello en el número de víctimas en cada siniestro. La investigación se realiza considerando un potencial modelo futuro que localice los hidrantes teniendo en consideración las normas básicas correspondientes del Reglamento Nacional de Edificaciones, tal como la máxima distancia entre hidrantes y la cercanía a los edificios con alto riesgo de incendio. Así mismo, se desarrolla el diagnóstico de una de las zonas más vulnerables ante incendios urbanos con el fin de que esta sea una muestra representativa de las actuales condiciones del sistema de distribución de agua contra incendios. Finalmente, se brindan conclusiones con respecto a la situación actual diagnosticada y a la información teórica recopilada en los subsiguientes capítulos. Se culmina la investigación bosquejando de manera literal un potencial modelo matemático de localización de hidrantes. Así también, se brindan sugerencias para ampliar el alcance de la presente investigación.

El presente trabajo tiene como objetivo aplicar modelos matemáticos que permitan encontrar las principales variables que afectan la deserción de clientes en una Financiera. La presente tesis consiste, en primer lugar, en explicar los modelos de analítica predictiva y realizar un énfasis especial en el algoritmo de k-medias y las máquinas de soporte vectorial. Seguidamente, se explicará en qué forma es que se relaciona la Superintendencia de Banca, Seguros y AFP con las entidades financieras. En segundo lugar, se procederá a hacer un diagnóstico de la empresa. Se entenderán cuáles son los principales productos que ofrece la entidad y cuáles son los principales procesos que involucra el producto estrella. Así mismo, se procederá a determinar el principal problema que la empresa tiene con la ayuda de herramientas como el diagrama Pareto, diagrama causa – efecto, entre otras. Finalmente se determinará la mejor alternativa a utilizar para resolver el problema encontrado. En tercer lugar, se procederá a aplicar los conceptos explicados en el marco teórico. Se encontrarán las variables que más afectan en la deserción de un cliente utilizando dos modelos diferentes. En el siguiente punto, se procederá a analizar cada uno de los costos, ahorros e ingresos que incurre cada alternativa con el fin de poder construir el flujo de caja. Luego se determinarán los ratios financieros como el TIR, VPN y B/C para cada alternativa y se determinará cuál es la más viable desde el punto de vista económico. Finalmente, la presente tesis podrá brindar información sobre cómo resolver el gran problema de deserción de clientes que actualmente tiene la empresa y de esta manera la empresa tendrá una alternativa que estará a su alcance cuando desee solucionar los problemas en un futuro cercano.

La pesca en el Perú es una fuente alta de inversión tanto para el mercado nacional como para las exportaciones internacionales. Una de sus muchas prácticas es la pesca artesanal, la cual se realiza con mucha frecuencia en embarcaciones pequeñas, como botes, usando material de pesca artesanal. No obstante, estas prácticas no son reguladas bajo un nivel de calidad apropiado. Esto provoca que muchas de sus prácticas sean informales y no que tengan una correcta documentación de la actividad. Esta situación puede provocar un nivel de desconfianza a sus clientes principales (empresas y cliente de mercados). Debido a esto, se desea plantear un sistema de trazabilidad inversa de las especies marinas como una posible solución. Este sistema tendrá como principales objetivos recolectar la información necesaria de todo el proceso principal de recolección, pesca y transporte a su destino empresarial. Además, la solución planteada elaborará un código de trazabilidad que rastrea y adjunta la información necesaria para que el cliente pueda observar registros involucros, lugar de pesca, embarcación y los lotes de donde el producto fue extraído. Adicionalmente, calculará el nivel de hielo promedio necesario para la pesca. Por último, sistema ayudará a observar errores e inconsistencias en los registros relacionados a las pescas realizadas. Esta herramienta tendrá un alcance de información a solo utilizar información de registros de pesca y extracción de Perico. Sin embargo, el sistema está elaborado de tal forma que pueda trabajar con todas las especies marinas de la pesca artesanal registradas en el Perú.

El presente proyecto de tesis tiene por objetivo implementar un servicio Web que permita el registro y la recuperación de las historias clínicas electrónicas (HCEs) a partir de un repositorio centralizado. Cabe resaltar que el presente proyecto considera los siguientes formatos médicos: Formato de Atención Integral (del niño, del adolescente, del adulto y del adulto mayor), Formato de Emergencia, Formato de Consulta Externa, Formato de Hospitalización y Ficha Familiar, Los resultados alcanzados para el logro del objetivo del proyecto son: el diseño de la arquitectura de software que tendrá el componente web, la elección de los mecanismos de seguridad que garanticen la privacidad y autenticación de los datos de las HCEs, y el servicio web implementado. Para definir el diseño de la arquitectura, se tomó en cuenta el estándar internacional de calidad de software ISO/IEC 9126 para determinar los atributos de calidad requeridos en la arquitectura, tales como: adecuación, tolerancia a fallos, capacidad para ser operado, entre otros. Asimismo, se determinaron los estilos y patrones de arquitectura a utilizar: orientado a objetos, orientado a servicios, arquitectura en N-capas, y patrón repositorio. La arquitectura de software definida se basa en el modelo “4+1” que considera 5 vistas: la vista lógica, la vista de implementación, la vista de procesos, la vista física y la vista de casos de uso. Luego de tener el diseño de la arquitectura, se eligieron los siguientes mecanismos de seguridad: pseudonimización que permite garantizar la privacidad de los datos de identificación del paciente, y firma digital con cifrado simétrico y asimétrico que aseguran la integridad y veracidad de la información almacenada en el repositorio. Además, se plantearon alternativas de métodos de seguridad para el control de acceso: seguridad del servicio web mediante certificados, restricción de acceso por IPs, y Tokens. Finalmente, una vez determinados la arquitectura y mecanismos de seguridad que tendrá el web service, se describe la forma en que se implementó dicho servicio web que permite registrar y recuperar las HCEs, y los procesos involucrados (registro de un médico, generación de llaves de seguridad, registro de un paciente, y registro y recuperación de un formato médico). La implementación del servicio web permite dar una alternativa de solución a los problemas generados por el registro en físico de las historias clínicas, tales como: ilegibilidad, deterioro, pérdida de los registros, y, principalmente, la imposibilidad de acceso a las historias clínicas completas de los pacientes. El acceso al servicio web implementado y al repositorio centralizado permite integrar y mantener actualizadas todas las HCEs de los pacientes. Cabe resaltar que para la realización del proyecto se ha tomado en cuenta el marco legal peruano. De esta forma los formatos médicos considerados en el alcance son los más relevantes y tomando como base la Resolución Ministerial N°776-2004. Del mismo modo, para elegir los mecanismos de seguridad, se ha considerado la Ley de Protección de Datos Personales. Los principales beneficios del proyecto de tesis son: ahorro de espacio físico al almacenar las historias de manera digital, se evita la duplicidad, deterioro y pérdida de los registros médicos, y, principalmente, se logra el acceso en simultáneo a las historias clínicas completas de los pacientes desde cualquier institución médica que tenga acceso al servicio web y, por ende, al repositorio centralizado. Finalmente, se puede decir que el presente proyecto puede servir de base para trabajos futuros, entre los cuales se puede destacar: la consideración de formatos médicos adicionales, la integración con el DNI electrónico cuando sea habilitado por RENIEC, y la implementación de un proyecto de inteligencia de negocios que permita la explotación de los datos e información registrada en el repositorio.

El presente trabajo de tesis tiene como objetivo realizar el diseño de un Sistema de Adquisición de Datos para una Celda de Carga Analógica dentro de un Proceso de Pesaje Dinámico. En este trabajo se busca proponer una solución alternativa al uso de celdas de carga digitales de tal forma que una balanza dinámica no sea un equipo sobre-equipado, sino un equipo a medida. Se plantea el diseño de tal forma que el peso será digitalizado y enviado usando un protocolo industrial. Para demostrar el funcionamiento del sistema planteado se realizaron distintas pruebas que evalúan las etapas del diseño.

En la actualidad, el laboratorio de acuicultura del Instituto del Mar del Perú (IMARPE) cuenta con 5 salas dedicadas a distintos organismos marinos para su investigación. Estos ambientes son: sala de microalgas, sala de alimentos vivos, sala de larvicultura, sala de moluscos y sala de reproductores. En estos espacios, se desarrollan diversos estudios como el comportamiento de los peces, la aceleración en su crecimiento y el mejorar el proceso reproductivo. Además, todos son operados de forma manual por los trabajadores de la institución y muchas veces demandan de equipos portátiles para cumplir su labor. El objetivo de este trabajo es diseñar la automatización del laboratorio mediante un sistema SCADA (Supervisión, Control y Adquisición de Datos) que brinde la opción de controlar y monitorear diversos parámetros remotamente. La temperatura, el flujo de oxigenación, el caudal del agua de mar, radiación UV e iluminación son las medidas más esenciales. Por ello, se emplean PLC’s para las señales de control con sus respectivos módulos de expansión de entradas y salidas, ya sean analógicas, digitales o del tipo relé. Asimismo, se cuentan con sensores, actuadores y transmisores de acuerdo a los requerimientos de cada sala. Al mismo tiempo, se emplean micro-controladores Arduino para un sistema de fotoperiodo, cuyo fin es simular la iluminación que reciben las especies para poder regular sus funciones biológicas. El desarrollo del presente informe está compuesto por 5 capítulos. En primer lugar, se explica la problemática y se plantea una solución a través del uso de un sistema mecatrónico integrado en un SCADA. En el segundo capítulo, se detallan los requerimientos que conllevan a la presentación del concepto de solución. Luego, se especifican los diagramas de funcionamiento, planos P&ID, arquitectura de comunicaciones, diagramas de flujos del control entre SCADA-PLC-Arduino y otros esquemas que ayudan a comprender mejor lo propuesto. En el capítulo cuatro, se brinda la información de los costos de los diversos componentes utilizados dando así el presupuesto total para implementar este proyecto. Finalmen

Actualmente, el café es uno de los recursos naturales más consumidos tanto en el mundo como en el Perú, Por ello, es menester garantizar la calidad en los granos de café, pues esto afectará considerablemente en el precio y posicionamiento en mercados altamente competentes; asimismo, el cultivo de este representa el principal ingreso para algunas familias, el cual se ve amenazado entre otras plagas, por la más perniciosa: La Roya Amarilla. La Roya Amarilla se propaga fácilmente a través del aire, una vez que cae en un cultivo de café, ataca directamente en las hojas, almacenándose en forma de esporas en el envés de estas, y al paso de días consume las hojas hasta defoliar completamente la planta infectada. Debido a ello, la planta no puede adquirir los nutrientes necesarios del sol, pues necesita las hojas como receptores; en consecuencia, el fruto del café (granos) no se desarrollan con normalidad, y por ende su calidad y cantidad de cosecha es baja. Aun cuando no existe una solución absoluta para la erradicación de esta plaga, se la puede controlar; es decir, a través de un proceso manual y exhaustivo los caficultores pueden aplicar una solución bioquímica en la planta que detenga el desarrollo del hongo en las hojas, pero no acaba con ellas, solo se puede prolongar el tiempo de vida de la planta de café. Esto es posible, solo si se detecta en sus inicios la presencia de las esporas en las hojas, pues de haber germinado el hongo sería en vano cualquier intento de recuperar la planta, con lo que solo quedaría el exterminio de la planta. Frente a este panorama, se propone una solución a través del aprendizaje máquina y procesamiento de imágenes, con el fin de automatizar el proceso de detección de la Roya en las hojas y calcular de manera más precisa la severidad del hongo. El proceso comienza en tomar fotografías a las hojas en un espacio semi controlado (con fondo blanco), luego se guardan todas las imágenes de las que se quiera conocer el porcentaje de severidad y ejecutar el programa propuesto, al término de ello el software muestra un reporte estadístico con el grado de incidencia por hoja según la clasificación de severidad que corresponda. Finalmente, destacar que, de manera funcional, el aprendizaje máquina será vital para descartar si hay presencia de roya en la hoja analizada, y luego si la hoja está infectada, con el método de procesamiento de imágenes se calculará de manera más precisa el porcentaje de severidad considerando el área de la hoja examinada.

Desde sus inicios, la industria ha utilizado avances tecnológicos no sólo para optimizar los procesos de fabricación sino también para mejorar la calidad de los productos elaborados. La industria textil, que es el sector de la economía dedicado a la producción de tela, fibra, hilo, ropa y productos afines, no es ajena al problema y es frecuente encontrar deficiencias en sus productos finales. En particular, para la fabricación de telas, un rollo de tela con defectos (tales como cortes, falta de hilos, manchas u ondulaciones) puede llegar a tener una depreciación de 45 a 65 respecto del precio original. Las deficiencias en este proceso es un problema cotidiano causado por imperfecciones mecánicas en el operar de los telares.