Revista Facultad de Ingeniería

Arquitetura de transporte óptico para o segmento fronthaul em uma rede 5G NR baseada em polarização e multiplexação de comprimento de onda

Abstract This paper presents the design of an optical transport architecture for the fronthaul segment in a 5G New Radio (NR) network based on both polarization and wavelength multiplexing using Polarization Splitters (PS) and an Arrayed Waveguide Grating (AWG), respectively. The proposed architecture is assessed by the transport of Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) services, which allows the definition of different numerologies and service profiles; those are key aspects in the framework of 5G RN. The proposed design shows a flexible and scalable management of numerologies per polarized light component, featuring a suitable response in terms of Bit Error Rate (BER) and Error Vector Magnitude (EVM) measurements for 15 kHz, 30 kHz, and 60kHz subcarrier spacing of an OFDM based on 4QAM modulation format.

Resumen Este artículo presenta el diseño de una arquitectura de transporte óptico para el segmento fronthaul en una red 5G New Radio (NR) basada en polarización y multiplexación de longitud de onda utilizando divisores de polarización (PS) y un arreglo de rejillas de guía de onda (AWG) respectivamente. La arquitectura propuesta se evalúa mediante el transporte de servicios en Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal (OFDM), que permite la definición de diferentes numerologías y perfiles de servicio; esos son aspectos clave en el marco de 5G RN. El diseño propuesto muestra una gestión flexible y escalable de numerologías por componente de luz polarizada, presentando una respuesta adecuada en términos de tasa de error de bit (BER) y mediciones de magnitud de vector de error (EVM) para espaciados de subportadora de 15kHz, 30kHz y 60kHz de un OFDM basado en formato de modulación 4QAM.

Resumo Este artigo apresenta o projeto de uma arquitetura de transporte óptico para o segmento fronthaul em uma rede 5G New Radio (NR) baseada em polarização e multiplexação de comprimento de onda usando divisores de polarização (PS) e um conjunto de grades de guia de onda (AWG), respectivamente. A arquitetura proposta é avaliada através do transporte de serviços em Multiplexação por Divisão Ortogonal de Frequência (OFDM), o que permite a definição de diferentes numerologias e perfis de serviço; esses são aspectos-chave na estrutura 5G RN. O projeto proposto mostra um gerenciamento flexível e escalável de numerologias por componente de luz polarizada, apresentando uma resposta adequada em termos de medidas de taxa de erro de bit (BER) e magnitude de vetor de erro (EVM) para espaçamentos de subportadoras de 15kHz, 30kHz e 60kHz de um 4QAM baseado em OFDM. formato de modulação.

Algoritmo de gradiente 2D para redução de ruído em imagens radiológicas

Abstract In areas such as biomedical image processing, the techniques or methods used to recover the content in noise-contaminated signals are essential. One of them has been adaptive filtering, which, by adjusting to the desired signal through real-time updating of the coefficients, allows improvement and deconvolution in the recovery of degraded or contaminated images, attracting the attention of researchers in inverse problems. In this paper, the 2D-AR γ gradient algorithm is used in noise reduction in dental radiological images, for which simulations are performed to obtain the best configuration of the hyperparameters, and a statistical analysis of the values obtained is performed. Based on the simulation results and the established metrics, it is demonstrated that the algorithm achieves a slightly higher noise reduction than the other 2D gradient algorithms (LMS and NLMS).

Resumen En áreas como el procesamiento de imágenes biomédicas las técnicas o métodos para recuperar el contenido en señales que están contaminadas con ruido son indispensables. Una de ellas ha sido el filtrado adaptativo que, al ajustarse a la señal deseada a través de la actualización en tiempo real de los coeficientes permite el mejoramiento y la deconvolución en la recuperación de imágenes degradadas o contaminadas, logrando atraer la atención de investigadores en problemas inversos. En este artículo el algoritmo del gradiente 2D-AR γ es utilizado en la reducción de ruido en imágenes radiológicas dentales, para lo cual se realizan simulaciones para obtener la mejor configuración de los hiperparámetros y se realiza un análisis estadístico de los valores obtenidos. Con base en los resultados de la simulación y las métricas establecidas, se demuestra que el algoritmo logra una reducción del ruido estadísticamente superior que los otros algoritmos del gradiente 2D (LMS y NLMS).

Resumo Em áreas como processamento de imagens biomédicas, técnicas ou métodos para recuperar o conteúdo de sinais contaminados com ruído são essenciais. Uma delas tem sido a filtragem adaptativa que, ao se ajustar ao sinal desejado através da atualização em tempo real dos coeficientes, permite melhoria e desconvolução na recuperação de imagens degradadas ou contaminadas, atraindo a atenção de pesquisadores em dificuldades. Neste artigo é utilizado o algoritmo de gradiente 2D-ARγ para redução de ruído em imagens radiológicas dentárias, para o qual são realizadas simulações para obter a melhor configuração dos hiperparâmetros e é realizada uma análise estatística dos valores obtidos. Com base nos resultados da simulação e nas métricas estabelecidas, mostra-se que o algoritmo atinge uma redução de ruído estatisticamente superior aos outros algoritmos de gradiente 2D (LMS e NLMS).

Kahn's Data Quality Categories Adaptation for Prescription delivery and Medical Appointment Assignment Reports

Abstract In the health sector, the reports on delivery of prescriptions and the assignment of medical appointments are generated by the Health Service Provider Institutions and delivered to the Health Service Promoting Entities. These reports usually have an incoherent structure; inconsistencies in the format; non-existent, incomplete, or non-standardized data. These problems affect data quality and hinder the reliability of the information. To address this, it is proposed to adapt Kahn's data quality categories, to these reports, considering that the health sector accepts them categories and contemplates not only the structure and domain of the data but also its completeness and plausibility (credibility). This research followed the methodology of Pratt’s Iterative Research Pattern, studies related to the subject were observed, and the attributes of prescription delivery and appointment assignment were analyzed to understand the problem and its implications in detail. We then adapted the data quality categories proposed by Kahn, taking into account the problems identified in these reports. Subsequently, a group of health experts evaluated the proposed adaptation using the focus group technique. The results, according to their perception, showed that the prescription delivery report obtained 66.7% in the “Completely Agree” category and 33.3% in the “Agree” category; medical appointment assignment had 73.3% in “Completely Agree” and 26.7% in “Agree”, according to the Likert scale. In conclusion, this research contributes to strengthening the data quality of these reports by providing guidelines to improve the reliability of the information.

Resumen En el sector de la salud, los reportes de entrega de medicamentos y asignación de citas médicas son generados por las Instituciones Prestadoras de Servicios de Salud y entregados a las Entidades Promotoras de Servicios de Salud. Estos reportes no suelen tener una estructura coherente, presentan inconsistencias en el formato, datos inexistentes, incompletos o no normalizados. Estos problemas afectan la calidad de estos y dificultan la confiabilidad de la información. Con el objetivo de abordar este problema, se propone adaptar las Categorías de Calidad de Datos de Kahn a estos reportes, teniendo en cuenta que estas son aceptadas por el sector salud y no solo contemplan la estructura y dominio del dato, sino también la completitud y plausibilidad (credibilidad) del mismo. Para llevar a cabo esta investigación se siguió la metodología del Patrón de Investigación Iterativa de Pratt, se observaron estudios relacionados con el tema y se analizaron los atributos de los reportes de entrega de medicamentos y asignación de citas médicas para comprender en detalle el problema y sus implicaciones. Luego, se adaptaron las categorías de calidad de datos propuestos por Kahn teniendo en cuenta los problemas identificados en estos reportes y, posteriormente, dicha adaptación fue evaluada por un grupo de expertos en el sector salud mediante la técnica de grupo focal. Los resultados, según la percepción de los expertos, demostraron que la adaptación realizada para el reporte de entrega de medicamentos obtuvo un 66.7% en la categoría “Completamente de Acuerdo” y 33.3% en “De Acuerdo”; para asignación de citas médicas un 73.3% en “Completamente de Acuerdo” y un 26.7% en “De Acuerdo” según la escala de Likert. En conclusión, esta investigación contribuye al fortalecimiento de la calidad de los datos de estos reportes en el sector salud y proporciona pautas para mejorar la confiabilidad de la información.

Tendências globais sobre regulamentações e questões regulatórias na área de nanotecnologia

Abstract This article presents a comprehensive analysis of global trends in normativity and regulatory issues in nanotechnology through a bibliometric study. To conduct this analysis, keywords such as regulations, legislation, policy, nanotechnology, nanomaterials, nanoparticle, and risk were employed. The search generated a total of 1202 refined scientific papers and 4914 patents. Various aspects were evaluated, including articles with the highest number of citations, countries with the highest academic production, institutions with the most documents, influential authors, author correlations, and keyword analysis, among others. The Scopus and Journal citation report databases, the VosViewer software, and different computer tools such as OpenRefine and Excel were used to conduct the analysis. The results point the United States (33.5%) as the country with the highest production, followed by the United Kingdom (10.9%), India (10.3%), and Germany (6.7%). Additionally, the results revealed some cooperation between the United States, United Kingdom, and Germany by 2014 and between China and India by 2018 and 2019. Moreover, according to the keyword analysis, only 10% of the scientific production speaks directly about regulations and policies on the effects on human health, with minor impact on the environment.

Resumen Este artículo presenta un análisis sobre tendencias globales sobre Normatividad y temas regulatorios en el área de nanotecnología mediante un estudio bibliométrico. Se utilizaron palabras clave como regulations, legislation, policy; nanotechnology, nanomaterials, nanoparticle y risk. Se encontraron 1202 documentos científicos refinados y 4914 patentes. Se evaluaron aspectos como artículos con mayor número de citaciones, países de mayor producción académica, instituciones con más documentos, autores más representativos, correlación entre autores, análisis de palabras clave, entre otros. Para el análisis fueron utilizadas las bases de datos Scopus y Journal citation report; el software VosViewer y diferentes herramientas informáticas como OpenRefine y Excel. Los resultados indican que Estados Unidos (33.5%) es el país con mayor producción, seguido de Reino Unido, India y Alemania con un 10.9%, 10.3% y 6.7% respectivamente. Se evidencia un grado de colaboración entre Estados Unidos, Reino Unido y Alemania hacia 2014 y entre China e India hacia 2018 y 2019. Por otra parte, de acuerdo con los análisis de palabras clave, solo el 10% de la producción científica habla directamente de normativas y políticas relacionadas con los efectos en la salud humana, con un escaso impacto sobre el medio ambiente.

Resumo Este artigo apresenta uma análise das tendências globais sobre regulamentações e questões regulatórias na área de nanotecnologia por meio de um estudo bibliométrico. Foram utilizadas palavras-chave como regulamentos, legislação, política; nanotecnologia, nanomateriais, nanopartículas e risco. Foram encontrados 1.202 documentos científicos refinados e 4.914 patentes. Foram avaliados aspectos como artigos com maior número de citações, países com maior produção acadêmica, instituições com mais documentos, autores mais representativos, correlação entre autores, análise de palavras-chave, entre outros. Para a análise foram utilizadas as bases de dados Scopus e Journal citation report; Software VosViewer e diversas ferramentas informáticas como OpenRefine e Excel. Os resultados indicam que os Estados Unidos (33,5%) são o país com maior produção, seguidos do Reino Unido, Índia e Alemanha com 10,9%, 10,3% e 6,7% respetivamente. É evidente um grau de colaboração entre os Estados Unidos, o Reino Unido e a Alemanha por volta de 2014 e entre a China e a Índia por volta de 2018 e 2019. Por outro lado, de acordo com a análise de palavras-chave, apenas 10% da produção científica fala diretamente sobre regulamentos e políticas relacionadas aos efeitos na saúde humana, com pouco impacto no meio ambiente.

Metodologia BPM aplicada em projetos de construção: uma reflexão

Abstract The Business Process Management (BPM) methodology is emerging as an essential management philosophy in the optimization of business processes, demonstrating its relevance in the construction sector. In Colombia, where managing construction projects requires a more strategic approach, implementing BPM presents a valuable opportunity to improve efficiency and agility at all stages, from planning to after-sales. The effective integration of BPM represents a significant breakthrough, enabling companies to achieve higher levels of productivity and efficiency in a highly competitive environment. This article proves from the research the importance of the methodology and the potential benefit of its use in the different civil works projects since they are made up of processes. In the end, adopting the BPM methodology in the construction sector will not only optimize the management of projects but will also contribute to the sustainable growth and global development of this fundamental industry.

Resumen La metodología de Business Process Management (BPM) surge como una filosofía de gestión esencial en la optimización de procesos de negocio, demostrando su relevancia en el sector de la construcción. En Colombia, donde la gestión de proyectos constructivos requiere un enfoque más estratégico, la implementación de BPM se presenta como una oportunidad valiosa para mejorar la eficiencia y la agilidad en todas las etapas, desde la planificación hasta la postventa. La integración efectiva de BPM representa un avance significativo, permitiendo a las empresas alcanzar niveles más altos de productividad y eficacia en un entorno altamente competitivo. En este artículo se evidencia desde la investigación la importancia de la metodología y el enfoque potencial que puede llegar en los diferentes proyectos de obras civiles, ya que estos se componen de procesos. En última instancia, la adopción de la Metodología BPM en el sector de la construcción no solo optimiza la gestión de proyectos, sino que también contribuye al crecimiento sostenible y desarrollo global de esta industria fundamental.

Resumo A metodologia Business Process Management (BPM) surge como uma filosofia de gestão essencial na otimização dos processos de negócio, demonstrando a sua relevância no setor da construção. Na Colômbia, onde a gestão de projetos de construção requer uma abordagem mais estratégica, a implementação do BPM apresenta-se como uma oportunidade valiosa para melhorar a eficiência e agilidade em todas as etapas, desde o planejamento até o pós-venda. A integração eficaz do BPM representa um avanço significativo, permitindo às empresas atingir níveis mais elevados de produtividade e eficácia num ambiente altamente competitivo. Este artigo demonstra a partir da pesquisa a importância da metodologia e o potencial de abordagem que pode ser alcançado em diferentes projetos de obras civis, uma vez que estes são constituídos por processos. Em última análise, a adoção da Metodologia BPM no setor da construção não só otimiza a gestão de projetos, mas também contribui para o crescimento sustentável e o desenvolvimento global desta indústria crítica.

Medindo a representatividade usando os princípios da matriz de cobertura

Abstract Representativeness is an important data quality characteristic in data science processes; a data sample is said to be representative when it reflects a larger group as accurately as possible. Having low representativeness indices in the data can lead to the generation of biased models. Hence, this study shows the elements that make up a new model for measuring representativeness using a mathematical object testing element of coverage arrays called the "P Matrix". To test the model, an experiment was proposed where a data set is taken, divided into training and test data subsets using two sampling strategies: Random and Stratified, and the representativeness values are compared. If the data division is adequate, the two sampling strategies should present similar representativeness indexes. The model was implemented in a prototype software using Python (for data processing) and Vue (for data visualization) technologies, this version of the model only allows to analyze binary data sets (for now). To test the model, the "Wines" dataset (UC Irvine Machine Learning Repository) was fitted. The conclusion is that both sampling strategies generate similar representativeness results for this dataset, although this result is predictable, it is clear that adequate representativeness of the data is important when generating the test and training datasets subsets. Therefore, as future work we plan to extend the model to categorical data and explore more complex datasets.

Resumen La representatividad es una característica importante de la calidad de los datos en procesos de ciencia de datos; se dice que una muestra de datos es representativa cuando refleja a un grupo más grande con la mayor precisión posible. Tener bajos índices de representatividad en los datos puede conducir a la generación de modelos sesgados, por tanto, este estudio muestra los elementos que conforman un nuevo modelo para medir la representatividad utilizando un elemento de prueba de objetos matemáticos de matrices de cobertura llamado "Matriz P". Para probar el modelo se propuso un experimento donde se toma un conjunto de datos y se divide en subconjuntos de datos de entrenamiento y prueba utilizando dos estrategias de muestreo: Aleatorio y Estratificado, finalmente, se comparan los valores de representatividad. Si la división de datos es adecuada, las dos estrategias de muestreo deben presentar índices de representatividad similares. El modelo se implementó en un software prototipo usando tecnologías Python (para procesamiento de datos) y Vue (para visualización de datos); esta versión solo permite analizar conjuntos de datos binarios (por ahora). Para probar el modelo, se ajustó el conjunto de datos "Wines" (UC Irvine Machine Learning Repository). La conclusión es que ambas estrategias de muestreo generan resultados de representatividad similares para este conjunto de datos. Aunque este resultado es predecible, está claro que la representatividad adecuada de los datos es importante al generar subconjuntos de conjuntos de datos de prueba y entrenamiento, por lo tanto, como trabajo futuro, planeamos extender el modelo a datos categóricos y explorar conjuntos de datos más complejos.

Resumo A representatividade é uma característica importante da qualidade dos dados nos processos de ciência de dados; Uma amostra de dados é considerada representativa quando reflete um grupo maior com a maior precisão possível. Ter baixos índices de representatividade nos dados pode levar à geração de modelos viesados, portanto, este estudo mostra os elementos que compõem um novo modelo para medir a representatividade utilizando um elemento de teste de objetos matemáticos de matrizes de cobertura denominado “Matriz P”. Para testar o modelo foi proposto um experimento onde um conjunto de dados é retirado e dividido em subconjuntos de dados de treinamento e de teste utilizando duas estratégias de amostragem: Aleatória e Estratificada, por fim, os valores de representatividade são comparados. Se a divisão dos dados for adequada, as duas estratégias de amostragem deverão apresentar índices de representatividade semelhantes. O modelo foi implementado em software protótipo utilizando tecnologias Python (para processamento de dados) e Vue (para visualização de dados); Esta versão permite apenas analisar conjuntos de dados binários (por enquanto). Para testar o modelo, foi ajustado o conjunto de dados “Wines” (UC Irvine Machine Learning Repository). A conclusão é que ambas as estratégias de amostragem geram resultados de representatividade semelhantes para este conjunto de dados. Embora este resultado seja previsível, fica claro que a representatividade adequada dos dados é importante ao gerar subconjuntos de conjuntos de dados de treinamento e teste, portanto, como trabalho futuro, planejamos estender o modelo para dados categóricos e explorar conjuntos de dados maiores e complexos.

Modelagem e gerenciamento de bancos de dados NoSQL: Revisão sistemática

Abstract The NoSQL databases that emerged this century were created to solve the limitations of relational database systems due to the different types of data that have appeared for information processing. In this paper, we present the results of a secondary study carried out to find and synthesize the research made up to now on modeling processes, characteristics of the used types of data, and management tools for NoSQL Databases. Currently, four types are recognized and classified according to the data model they use: key-value, document-oriented, column-based, and graph-based. With this study, it was possible to identify that the most frequently type of NoSQL database model is that of documents because it offers greater flexibility and versatility compared to the other three models. Although it offers more complex search methods, in terms of data, column and document schemas are the ones that usually describe their characteristics. It was also possible to observe a trend in the use of the column-oriented model and the document-oriented model in the management tools, and, although they all comply with the basic functionalities, the differences lie in the way in which the information is stored and the way they can be accessed.

Resumen Las bases de datos NoSQL que surgieron este siglo fueron creadas para resolver las limitaciones de los sistemas de bases de datos relacionales debido a los diferentes tipos de datos que han aparecido para el procesamiento de la información. En este artículo, presentamos los resultados de un estudio secundario realizado con el fin de encontrar y sintetizar la investigación realizada hasta ahora sobre procesos de modelado, características de los tipos de datos utilizados, y herramientas de gestión para bases de datos NoSQL. Actualmente, se reconocen y clasifican cuatro tipos según el modelo de datos que utilizan: clave-valor, orientada a documentos, basada en columnas y basada en gráficos. Con este estudio se identificó que el tipo de modelo de base de datos NoSQL más frecuente es el de documentos porque ofrece una mayor flexibilidad y versatilidad en comparación con los otros tres modelos. Aunque ofrecen métodos de búsqueda más complejos, en términos de datos, los esquemas de columnas y documentos son los que suelen describir sus características. También se pudo observar una tendencia en el uso del modelo orientado a columnas y el modelo orientado a documentos en las herramientas de gestión, y, aunque todas cumplen con las funcionalidades básicas, las diferencias radican en la forma en que se almacena la información y la forma en que se puede acceder a ellas.

Resumo Os bancos de dados NoSQL que surgiram neste século foram criados para solucionar as limitações dos sistemas de bancos de dados relacionais devido aos diferentes tipos de dados que surgiram para o processamento de informações. Neste artigo apresentamos os resultados de um estudo secundário realizado com o objetivo de encontrar e sintetizar as pesquisas realizadas até o momento sobre modelagem de processos, características dos tipos de dados utilizados e ferramentas de gerenciamento para bancos de dados NoSQL. Atualmente, quatro tipos são reconhecidos e classificados de acordo com o modelo de dados que utilizam: valor-chave, orientado a documentos, baseado em colunas e baseado em gráficos. Este estudo identificou que o tipo mais comum de modelo de banco de dados NoSQL é o documento, pois oferece maior flexibilidade e versatilidade em comparação aos outros três modelos. Embora ofereçam métodos de pesquisa mais complexos, em termos de dados, esquemas de colunas e documentos são o que geralmente descrevem suas características. Também se pode observar uma tendência na utilização do modelo orientado a colunas e do modelo orientado a documentos nas ferramentas de gestão e, embora todos cumpram as funcionalidades básicas, as diferenças residem na forma como a informação é armazenada e no como eles podem ser acessados.