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Proyectos del Verano 2011 desarrollados en el CIC-IPN


En esta sección del Portal de Conocimiento se presentan los trabajos desarrollados por los investigadores que asistieron al Centro de Investigación en Computación del Instituto Politécnico Nacional del 28 de junio al 12 de agosto de 2011.

Se listan los investigadores con un resumen de su proyecto en orden alfabético de acuerdo con su primer apellido.

Verenice Vianey Argüello Sotelo
Interfase en 3D para una biblioteca digital

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Hoy en día existen diversas bibliotecas digitales en la Web utilizadas por miles de usuarios para la búsqueda y consulta de documentos de su interés. Un problema al ingresar a estos sitios es la visualización de resultados que se muestran como listas de referencias ordenadas por un criterio preestablecido. Por otra parte, se tienen las bibliotecas tradicionales con una organización de documentos que facilita encontrar otros relacionados con el tema de interés del usuario.

DESARROLLO
Se empleó la metodología de la investigación que consiste en las etapas de planteamiento del problema, investigación de trabajos relacionados, se propuso como hipótesis la creación de la interfaz, desarrollo de un prototipo acotando su alcance, pruebas, resultados y conclusiones. El desarrollo del prototipo siguió la metodología de desarrollo de programas consistente en análisis, diseño, programación y pruebas. La solución al problema planteado es la creación de una interface 3D añadida a los sitios web de las bibliotecas digitales para proporcionarle al usuario una interfaz similar a la biblioteca tradicional para facilitarle la localización de documentos similares. Cuando el usuario elige un documento se le da acceso al contenido en formato PDF.

CONCLUSIÓN
Los sitios web de bibliotecas digitales sirven al usuario para la búsqueda y consulta de documentos similar a una biblioteca real. La interface desarrollada tiene como intención proporcionarle al usuario una forma similar a las bibliotecas tradicionales para facilitarle regresar al lugar donde encontró el material requerido con la posibilidad de hallar documentos relacionados con su temática de interés.


Gibrán Félix Zavala
Sistema de visión artificial aplicado a la detección del movimiento de las manos

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La tendencia de las computadoras personales actuales es que incluyen al menos una cámara web. El problema es que las computadoras no utilizan ese medio para lograr una interacción con el usuario porque no cuenta con un software que facilite dicha interacción en aplicaciones académicas.

DESARROLLO
En este trabajo se propone crear un componente que permita la interacción del usuario con la maquina por medio de reconocimiento de imágenes, enfocado concretamente a la detección de las manos en aplicaciones académicas. Para resolver tal problema se siguió la metodología de desarrollo de sistemas ya que es la que mejor se adapta al enfoque de esta investigación. Primeramente, se analiza el alcance del proyecto, se identifican los conceptos clave y sus relaciones. Se busca información acerca de trabajos similares. En la etapa de diseño, se crea una estructura que tenga como entrada una imagen. Se realizaron varios experimentos relacionados con el proceso de imágenes para obtener la forma y sus coordenadas. En la fase de programación se desarrolla un programa congruente con la estructura realizada en la etapa de diseño. El desarrollo se hizo con un enfoque evolutivo para que aprenda patrones de cualquier color de piel y las diferentes poses que la mano realiza. La fase final es la etapa de pruebas donde se analizará si el programa obtenido es estable para liberarlo como un producto que usa las cámaras web que se usan actualmente.

CONCLUSIÓN
En conclusión se puede lograr una mejor interacción hombre-máquina aprovechado los componentes multimedia presente en las computadoras actuales. Para esto se requiere desarrollar el software que permita esta interacción con base en trabajo de investigación y desarrollo.


Andrea Nataly Gómez Mendoza
Desarrollo de un diccionario pragmático inglés-español utilizado en la traducción en contexto

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Actualmente se cuenta con diccionarios Inglés-Español, que traducen las palabras sin considerar el contexto en que se presentan, por ejemplo, la palabra este tiene al menos dos posibilidades: “east” y “this”. Esta tarea de identificación y solución de la ambigüedad se le deja al usuario humano en las traducciones.

DESARROLLO
El desarrollo de este software está basado en sistemas evolutivos que son sistemas que constantemente aprenden y emplean lo aprendido en la solución de problemas considerando el contexto en que se encuentran. En el desarrollo de este software se emplea la metodología de investigación que consiste en identificar un problema, investigar el estado del arte, aprovechar los resultados existentes y proponer una solución en la forma de hipótesis. El siguiente paso es desarrollar la propuesta, hacer pruebas y confirmar o rechazar la hipótesis considerada. Finalmente se escriben las conclusiones obtenidas en la aplicación de la metodología. En nuestro software se tiene una base de datos donde se almacenan las palabras en diferentes idiomas en su forma léxica, semántica y pragmática (con su contexto).

CONCLUSIÓN
En el desarrollo de este software se observa la importancia de emplear una metodología para resolver un problema, en este caso, que la computadora nos muestre una traducción apropiada considerando el contexto en que se encuentra.


Berenice Mendez Camps
Karen Jazmín López Castro

Desarrollo de una aplicación interactiva basada en sistemas evolutivos

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Se le denomina cognición a la capacidad del cerebro y sistema nervioso de recibir estímulos complejos, identificarlos y hacer que actúen en secuencia, pero acaso ¿hacerlo es sencillo?, la verdad es que sí, nos hemos dado cuenta que el hombre realiza estas acciones de manera involuntaria sin embargo la forma en que nos presentan la información, generalmente sistemática, hace que resulte difícil hacerlo.

DESARROLLO
Después de hacer un análisis de la destreza con que el ser humano aprendía mientras veía algo que acaparaba totalmente su atención, como los programas de televisión, películas, comerciales, etcétera, nos dimos cuenta que estos eventos tienen algo en común: demasiadas animaciones y una presentación entretenida (lúdica). Decidimos entonces hacer uso de inteligencia artificial para desarrollar un programa que ayudara a fomentar una adquisición eficiente del conocimiento en el ser humano. Nos concentramos en la construcción de un rompecabezas para que aprender geografía sea en forma lúdica (divertida). También detectamos que los sistemas evolutivos en una computadora son de gran importancia porque le facilita que al programa sea posible ingresarle nuevas ideas e información a partir de la interacción con el hombre. El siguiente paso es distribuir la aplicación desarrollada con personas, principalmente niños, para que al jugar asimilen la información de geografía con similar facilidad y diversión con que observa una película.

CONCLUSIÓN
Los sistemas evolutivos y el enfoque lúdico son de gran importancia en la realización de nuestra aplicación porque el programa es posible utilizarlo con otro tipo de imágenes, como por ejemplo, elementos de la tabla periódica. Al mismo tiempo queremos proporcionar una herramienta que complemente el aprendizaje de las personas en forma divertida.


Adrian Samuel Niebla Ríos
Desarrollo de una plataforma para la programación en lenguaje java

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El desarrollo de aplicaciones actualmente es de una manera que cada programador hace su parte, dificultando la interacción entre varios desarrolladores. Así, actualmente, se tiene una problemática por falta de una plataforma colaborativa para desarrollar aplicaciones con la opinión de varios desarrolladores que se encuentran en diferentes puntos geográficos.

DESARROLLO
Se propone el desarrollo de una plataforma de aplicaciones en forma colaborativa aprovechando la Internet que además de desarrollar código, permite intercambiar explicaciones entre los desarrolladores. Este se implementa usando una metodología de desarrollo de software mediante el modelo en cascada que consiste en análisis, diseño, programación, pruebas y resultados. Como resultado del análisis de requerimientos se obtuvo la funcionalidad de editar, compilar, intercambio de explicaciones por medio de Internet. Se diseñaron las estructuras de la plataforma con base en los requerimientos analizados: interfaz gráfica, estructuras de datos y algoritmos. Se realizaron pruebas para verificar el cumplimiento con los requerimientos para liberar el producto.

CONCLUSIÓN
El desarrollo de esta plataforma se propone como una alternativa para trabajar en forma colaborativa aprovechando las redes de comunicaciones (Internet) cuando los desarrolladores se encuentran en diferentes lugares geográficos.


Irene Payán Parra
Jorge LuisQuintero Ayala

Sistema evolutivo de tratamiento de información acústica

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Actualmente se desea que la computadora pueda tener las mismas capacidades del ser humano como la visión, el oído y recientemente el olfato. En nuestra investigación encontramos pocos trabajos relacionados con lograr que la computadora pueda reconocer y diferenciar los sonidos.

DESARROLLO
En el desarrollo de este trabajo se emplea la metodología de investigación que consiste en ubicar un problema, investigar lo relacionado con el mismo estableciendo el estado del arte, aprovechar las herramientas y paradigmas existentes y proponer una solución en la forma de hipótesis. En el siguiente paso se desarrolla la propuesta, se hacen pruebas y se confirma o rechaza la hipótesis. Finalmente se redactan las conclusiones con base en los resultados de los experimentos realizados. La aplicación se basa en el paradigma de Sistemas Evolutivos que son sistemas capaces aprender constantemente para construir su base de conocimiento y aprovecharla en el reconocimiento de objetos por medio del sonido que producen. El reconocimiento se hace analizando las frecuencias que produce un objeto y comparándolas con las que la aplicación ha aprendido. Al encontrar un sonido de un objeto nuevo, se almacena como un nuevo patrón junto con la información acerca del objeto o ser vivo que lo produce.

CONCLUSIÓN
Esta aplicación al ser capaz de identificar a seres vivos u objetos puede utilizarse en problemas específicos que requieren el reconocimiento de sonidos como el diagnóstico de fallas de maquinaria con base en el sonido que producen.


José Armando Pineda Velázquez
Generación de estructuras semánticas a partir del análisis de textos

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En el área de Inteligencia Artificial se utilizan estructuras de conocimiento en los procesos de simulación de razonamiento automatizado. Hasta ahora obtener estas estructuras a partir de textos es una tarea compleja porque se presentan problemas del lenguaje natural como manejo de la sinonimia, ambigüedad. En este trabajo se plantea el análisis de textos que describen herramientas para obtener de estos una representación semántica que represente a los objetos contenidos y sus relaciones.

DESARROLLO
Se siguió una metodología de la investigación basada en el planteamiento del problema, investigación documental, propuesta de una hipótesis, desarrollo de un sistema prototipo apoyado en la metodología de desarrollo de sistemas, luego se realizan pruebas, obtención de resultados y conclusiones. La metodología de desarrollo de sistemas consiste en el análisis de un problema desde el punto de vista de programación, diseño, programación, pruebas y resultados. En el desarrollo de este trabajo se analizan definiciones de herramientas (martillo, pico, pala, rastrillo), a partir de esto se obtiene una matriz de caracterización (uso, partes, materiales, tamaño y forma). En los textos se aprovecha la herramienta conocida como FreeLing que permite etiquetar palabras con sus categorías gramaticales (entre ellas: sustantivo, verbo, adjetivo), estas categorías y las palabras se aprovechan usando reglas de transformación hacia estructuras de la forma “nodo-relación-nodo”. Las estructuras obtenidas nodo-relación-nodo se registran en la matriz y una vez llena se pasa al formato OM que está basado en XML.

CONCLUSIÓN
La obtención de estructuras semánticas que representan conocimiento es una tarea compleja y en este trabajo se ha obtenido un prototipo acotando el lenguaje natural. Es posible la continuación de este estudio para incluirle otras mejoras en el proceso de transformación de lenguaje natural a estructuras semánticas.


Arturo Sánchez Fonseca
Desarrollo de un móvil autónomo guiado por información visual

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El desarrollo de un móvil autónomo consiste en crear un conductor artificial que remplace al conductor humano con base en la toma de decisiones con la información visual y de otros sensores del móvil.

DESARROLLO
En el desarrollo de este trabajo se emplea la metodología de investigación que consiste en identificar un problema, investigar el estado del arte, aprovechar los resultados existentes y proponer una hipótesis, desarrollar la propuesta, hacer pruebas, confirmar o rechazar la hipótesis. Con base en lo anterior se escriben las conclusiones obtenidas. Esta investigación incluye dos partes: el reconocimiento de objetos mediante una cámara de vídeo y el control electrónico mediante dispositivos electrónicos conectados a una computadora. En este trabajo se desarrolla el control electrónico del móvil mediante la computadora. Se implementa una etapa de potencia protegiendo a la computadora mediante optoacopladores. La comunicación con la computadora se hace aprovechando la comunicación mediante el puerto paralelo. Como complemento de este trabajo se tiene previsto la aplicación de técnicas de planeación de inteligencia artificial para que el móvil pase a través de obstáculos imprevistos.

CONCLUSIÓN
El desarrollo de un móvil que se conduzca de forma autónoma requiere de la integración de conocimiento de diferentes áreas entre ellas: desarrollo de sistemas, electrónica, visión y planeación de la Inteligencia Artificial. Se requiere por lo tanto de un equipo de trabajo colaborativo. Estos móviles se espera que eviten accidentes salvando muchas vidas humanas.




© Jesús M. Olivares Ceja 8 agosto 2011 México