Sistema Mecatrónico para la óptica en cirugía laparoscópica pediátrica

Los avances tecnológicos son sin duda eventos claves en el desarrollo de la medicina y en especial el campo de la cirugía endoscópica. El uso de sistemas robóticos han permitido perfeccionar los movimientos del cirujano durante las intervenciones. En 1991 aparece en el mundo el primer robot asistente para esta cirugía el robot AESOP, su función es sostener el laparoscópio y moverlo durante ésta.

En este sistema mecatrónico se presenta la aplicación y prueba de una herramienta quirúrgica que permite el auto manejo por parte del cirujano de la cámara durante la cirugía.

Figura 1.1 Sistema Mecatrónico para la óptica en cirugía laparoscópica pediátrica Serie de casos. (Revista Mexicana de Cirugia Pediatrica,p8).

El sistema mecatronico consta de un arnés, cuyo propósito es sujetar y mantener el laparoscopio durante la cirugía. Este dispone de tres grados de libertad, uno activo y dos pasivos. Para hacer la exploración y navegación laparoscópica se requieren seis movimientos básicos las cuales son: derecha, izquierda, arriba, abajo, entrar, salir describiendo en conjunto un cono invertido dentro de la cavidad.

El cirujano utilizó sus movimientos posturales y estableció visualmente en conjunto con el asistente mecatrónico la zona de trabajo.

Figura 1.2 Sistema Mecatrónico para la óptica en cirugía laparoscópica pediátrica Serie de casos. (Revista Mexicana de Cirugia Pediatrica,p7).

Al termino de la cirugía el cirujano tiene la experiencia de utilizar la tecnología que establece nuevas metodologías de navegación que sean más adaptables al entorno y a la maniobrabilidad para realizar un mejor trabajo quirúrgico.

Ivan Rafael Aguirre Vazquez, et al. "Sistema Mecatrónico Para La Óptica En Cirugía Laparoscópica Pediátrica Serie De Casos. (Spanish)." Revista Mexicana De Cirugia Pediatrica 16.1 (2009): 6-11. Academic Search Complete. Web. 16 Nov. 2011.

MANOFACTURA POR COMPUTADORA.

APLICACION DE MECATRONICA EN SISTEMAS AUTOMATIZADOS

EN ESTE VIDEO PODEMOS OBSERVAR Y OBTENER  INFORMACION ACERCA DEL FUTURO DE LA VIDA HUMANA QUE IRA LIGADA A LA  MECATRONICA 

VIDEO DE ANDROIDES

PODEMOS APRECIAR COMO SE PRESENTA EN UN FESTIVAL DE TOKIO MODELOS DE ROBOTS ANDROIDES CON UNA FISONOMIA MUY HUMANA.

Control Automático de Condiciones Ambientales en Domótica usando Redes Neuronales Artificiales

Control Automático de Condiciones Ambientales en Domótica usando Redes Neuronales Artificiales

Para mejorar las relaciones humano-máquina en entornos automatizados como hogares, oficinas y edificaciones se propone el uso del concepto de computación omnipresente. El concepto de computación omnipresente puede aplicarse a sistemas de automatización de residencias y lugares de trabajo, dotando al sistema de la habilidad tanto para reaccionar ante las acciones del usuario y aprender de sus hábitos, como para controlar aspectos ligados al ahorro energético, confort y seguridad del entorno. Por tanto, el desarrollo de ambientes automatizados dotados de real inteligencia, capaz de adaptarse por un lado al uso que se les da y por otro mantener condiciones propicias que apoyen la seguridad y el ahorro energético, son características esenciales en los futuros sistemas de éste tipo.

Por medio de este mecanismo automatizado se determina el estado de la iluminación, temperatura, humedad y otros valores de entorno y cómo se actúa sobre ellos. Para esto se consideran los hábitos diarios del usuario y las condiciones reales del entorno.

En cuanto a este mecanismo se utilizan redes de neuronas artificiales (RNA) como clasificador del estado de las luces, calefacción y ventilación. Se utiliza una RNA por cada dispositivo del cual se pretende obtener su estado de forma automática. Cada RNA utilizada se compone de tres capas (capa de entrada, capa oculta y capa de salida). La capa de entrada tiene 48 neuronas, en donde se codifican los valores del entorno respecto a luminosidad, temperatura, humedad, fecha y presencia o no de personas.

La capa oculta utiliza 4 neuronas. El número de neuronas de la capa oculta no puede ser demasiado pequeño, ya que disminuiría la capacidad de la RNA para aprender patrones, pero si el número de la neurona de la capa oculta es demasiado grande, se corre el riesgo de sobrealimentar el conjunto de datos (Berry, 1997), si bien el número empleado en la capa oculta es pequeño, las pruebas realizadas demuestran que es lo suficiente para obtener una clasificación adecuada.La capa de salida está compuesta por 2 neuronas, lo que permite codificar hasta 4 estados posibles (22), de los cuales se utilizarán solo 3 en esta implementación, los que se codificarán como Encender, Apagar y Mantener Estado Actual.

Por el lado del software, se construyó una escena tridimensional que se asemeja a la oficina real, tal como se muestra en la figura 1.1 . Esto mediante el motor para escenarios 3D Icarus (Icarus, 2010) y el marco de trabajo (Framework) para automatización y robótica monoBOTICS (monoBOTICS, 2010), los cuales no solo permitieron la creación de la escena de realidad virtual (Hollands,1996 ), sino que también vincular los objetos 3D con los dispositivos reales de la oficina, permitiendo ver en tiempo real las acciones de los usuarios en la oficina real en el entorno virtual y a su vez, controlar los dispositivos reales desde el entorno virtual (Ej.: encender la lámpara real enciende la lámpara virtual y apagar la lámpara virtual apaga la lámpara real).

Figura 1.1 Interfaz Simulación Icarus +monoBOTICS

Los resultados muestran que la técnica de redes neuronales es capaz de reconocer satisfactoriamente más de un 90% de los patrones del usuario.

Berry M, Linolf G.; Data Mining Techniques: For Marketing, Sales, and Customer Relationship Management. 2nd Ed. ISBN: 978-0-471-47064-9, (1997). 

Hollands R., “The Virtual Reality Homebrewer’s Handbook”. John Wiley & Sons, (1996).

Henríquez, Mauricio R., and Patricio A. Palma. "Control Automático De Condiciones Ambientales En Domótica Usando Redes Neuronales Artificiales. (Spanish)." Información Tecnológica 22.3 (2011): 125-139. Academic Search Complete. Web. 16 Nov. 2011.

Ingeniería Aeroespacial

La Ingeniería aeroespacial es una rama de la ingeniería que estudia a las aeronaves; engloba a los ámbitos de la actual Ingeniería aeronáutica, relacionada con el diseño de sistemas que vuelan en la atmósfera y de la Ingeniería espacial, entendiendo por esta última aquella que se ocupa del diseño de los vehículos impulsores y de los artefactos que serán colocados en el espacio. Mientras que la ingeniería aeronáutica fue el término original, el término más amplio "aeroespacial" lo ha sustituido en el uso.

Ingeniería aeronáutica

La ingeniería aeronáutica consiste en la aplicación de la tecnología al diseño, construcción o fabricación y la utilización de artefactos capaces de volar o aerodinos principalmente aviones o aeronaves, misiles y equipos espaciales y en los aspectos técnicos y científicos de la navegación aérea y los instrumentos de los cuales se sirve ésta.

La ingeniería aeronáutica se ocupa de diseñar y construir las aeroestructuras de los aviones y helicópteros tomando en consideración las leyes de la aerodinámica y los fundamentos de la mecánica de fluidos y la ingeniería estructural. Además se encargan de la integración de los elementos motores (alternativos, turbofanes, turborreactores y turboejes) en las aeroestructuras para construir la aeronave. Otros campos de actividad de los Ingenieros Aeronáuticos son la construcción de aeropuertos, el diseño y operación de redes de transporte aeronáutico y la fabricación de equipos y materiales especiales como armamento, satélites o cohetes espaciales.

Profesión

El ingeniero aeroespacial se encarga de calcular, diseñar, proyectar, optimizar y modificar equipos y sistemas mecánicos utilizados por la industria aeronáutica y espacial, incluidos sus procesos de producción o manufactura, además de evaluar, planificar, dirigir, optimizar y ejecutar proyectos de ingeniería en un contexto multidisciplinario.

Algunos de los elementos que le competen a esta carrera son:

▪    Astrodinámica - la ciencia que estudia el comportamiento de los objetos, naturales y artificiales, en el espacio.

▪  Aerodinámica - el estudio del movimiento de fluidos alrededor de alas u otros objetos, o a través de túneles de viento (vea también Sustentación y aeronáutica)

▪    Propulsión - la energía necesaria para trasladar un vehículo a través del aire, o para el espacio exterior, es generada por motores de combustión (usando diferentes mezclas de sustancias como gasolina, oxígeno e hidrógeno).

▪    Estructura - el diseño de la configuración física de la nave para soportar las fuerzas encontradas en el vuelo. Generalmente se busca mantener el peso lo más ligero posible para un mejor desempeño.

▪    Ingeniería de los materiales - relacionado a estructuras, la ingeniería aeroespacial también estudia los materiales de los cuales se construirán las estructuras aeroespaciales. Nuevos materiales con propiedades muy específicas son inventados, o materiales existentes son modificados para mejorar su desenvolvimiento.

▪    Aeroelasticidad - la interacción de fuerzas aerodinámicas y flexibilidad estructural, potencialmente causando agitaciones, separaciones, etc

▪    Informática - específicamente concierne al diseño y programación de cualquier sistema de computación a bordo de una aeronave o una nave espacial y a la simulación de sistemas.

El fundamento de la mayoría de estos elementos está en matemática teórica, como la dinámica de fluidos para la aerodinámica o las ecuaciones de movimientos para la dinámica de vuelo. Pero también existe un gran componente empírico. En la historia, este componente empírico fue derivado de las pruebas con modelos a escala y con prototipos, ya hayan sido en túneles de viento o en atmósferas libres. Más recientemente, los avances en computación han permitido el uso de dinámicas de fluido computarizados para simular el comportamiento del fluido, reduciendo tiempo y gasto en pruebas en el túnel de viento.

Además, la ingeniería aerospacial presta atención en la integración de todos los componentes que constituyen un vehículo aeronáutico (subsistemas que incluyen el de poder, comunicaciones, el de control térmico, mantenimiento de vida, etcétera) y su ciclo de vida (diseño, temperatura, presión, radiación, velocidad, y vida útil), así topándose con retos extraordinarios y soluciones especificas del dominio de sistemas de la ingeniería aeroespacial.

Stanzione, Kaydon Al (1989), «Engineering», Encyclopedia Britannica, 18 (15 edición), Chicago, pp. 563–563