Ingeniería y Desarrollo

Pseudo-periodic surrogate data in speech signals to determine intrinsic dynamics

Resumen Este artículo presenta las ventajas que tiene el método de los datos sustitutos pseudoperiódicos para determinar si existe algún tipo de dinámica en una señal adicional al comportamiento pseudoperiódico, i.e., correlaciones no lineales. Esto debido a que los métodos para detección de no linealidad clásicos solo pueden ser utilizados cuando la señal presenta un comportamiento aleatorio. Asimismo, se introducen la complejidad de Lempel-Ziv y la entropía muestral como estadísticas discriminantes para el desarrollo de una prueba de hipótesis. La primera está basada en el conteo de subsecuencias diferentes, mientras la segunda se basa en la medida de irregularidad de una señal. De acuerdo con esto, se propone una metodología efectiva aplicada al procesamiento de señales de voz usando la base de datos KayPENTAX. Los resultados experimentales mostraron que ambas estadísticas rechazaron la hipótesis bajo prueba, por lo tanto, fue posible concluir que existe algún otro tipo de dinámica en la señales de voz adicional a la dinámica pseudoperiódica. Particularmente, se encontró que la complejidad de Lempel-Ziv es útil a la hora de diferenciar entre señales con comportamientos dinámicos ligeramente diferentes.

Abstract This paper presents the advantages of a pseudo-periodic surrogate data method to determine whether there exists an additional dynamics (nonlinear correlations) in a pseudo-periodic time series, since classic surrogate data methods used to detect nonlinearity are limited to stochastic-like data. Likewise, Lempel-Ziv complexity and Sample Entropy are introduced as discriminating statistics for null hypothesis testing. The first is based on the counting of different sub-sequences in a time series while the latter is based on a measure of signal irregularity. According to this, an effective methodology is proposed for speech signal processing using the KayPEN-TAX database. Experimental results showed that both statistics are able to reject the null hypothesis for the signal under analysis. Therefore, it is possible to conclude that there is an additional dynamics in the speech signals other than the pseudo-periodic behavior. Particularly, it was found that the Lempel-Ziv complexity is able to differentiate between signals with slightly different dynamics.

Comparison between exact and approximated visco-elastic transfer functions for a resonant-column system

Abstract The resonant column test is the standard method in the laboratory to obtain the dynamic properties of the soil. The state of dynamic equilibrium during the test can be represented by a viscoelastic model that is expressed by a transcendent equation in complex variables. It implies that the solution of the equation to find the shear modulus and damping ratio should use fairly sophisticated numerical techniques. This article presents and compares an approximate viscoelastic equation that allows obtaining an approximate value of the dynamic properties of the soil. Finally, a set of resonant-column test was performed in order to verify the proper performance of the proposed solution.

Resumen El ensayo de columna resonante es el método de referencia en laboratorio para obtener las propiedades dinámicas del suelo. El estado de equilibrio dinámico durante el ensayo se puede representar mediante un modelo viscoelástico que se expresa mediante una ecuación trascendente en variable compleja. Lo anterior implica que se deben utilizar técnicas numéricas de cierta sofisticación para la resolución de la ecuación y así poder encontrar los valores del módulo de corte y de la relación de amortiguamiento. En el presente artículo se propone y compara una ecuación viscoelástica aproximada que permite obtener un valor cercano de las propiedades dinámicas del suelo. Finalmente, se llevó a cabo un conjunto de ensayos de columna resonante para verificar la exactitud de la solución propuesta.

Wireless sensor network for early warning monitoring in underground mines: a solution to the problem of explosive atmospheres in Colombian coal mining

Resumen This article illustrates a control and automation alternative in the early warning monitoring of explosive atmospheres by the ZigBee protocol. The purpose is to design a smart wireless sensor network to gather information quickly and reliably, on concentrations of gases produced by a threat from explosive atmospheres in underground mines. Remotely it can be determined the limits of alert levels according to data supplied by the network, sending a visual message represented by traffic lights in strategic locations within the mine. It is also described the components of early warning systems, the structure of the ZigBee wireless network and the composition of explosive atmospheres in Coward triangles.

Abstract En este artículo se presenta una alternativa de automatización y control en el monitoreo de alertas tempranas de atmosferas explosivas, mediante el protocolo ZigBee. El propósito es diseñar una red de sensores inalámbricos inteligentes para recopilar la información, de forma rápida y confiable, sobre las concentraciones de gases que generan una amenaza de atmósferas explosivas en minas subterráneas. De forma remota se pueden determinar los límites de alerta de acuerdo a los datos suministrados por la red, enviando un mensaje visual representado en semáforos a puntos estratégicos dentro de la mina. Se describen además los componentes del sistema de alertas tempranas, la estructura de la red inalámbrica ZigBee y la composición de atmosferas explosivas en triángulos de Coward.

**Influence of using star grass (Cynodon Plectostachyus) as bulking agent on municipal biowaste composting**

Resumen Los biorresiduos de origen municipal (BOM) se caracterizan por tener alto contenido de humedad, poca porosidad, pH ácido y bajas relaciones C/N que afectan el proceso de compostaje. Este estudio evaluó la influencia del pasto estrella (Cynodon Plectostachyus) como material de soporte para el compostaje. El experimento se realizó a escala de laboratorio utilizando dos tipos de sustrato: i) sustrato B (100% BOM) y ii) Sustrato E (83% BOM + 17% pasto estrella). La incorporación del pasto estrella mejoró el contenido de carbono, el pH y el soporte estructural en el sustrato E, permitiendo alcanzar la fase termofílica en menor tiempo, incrementando su duración y mejorando el valor agronómico del producto.

Abstract Municipal Biowastes are characterized for their high moisture content, little porosity, acid pH and low C/N ratio that affect composting. This study evaluated the influence of Star Grass (Cynodon Plectostachyus) as bulking agent for composting. The experiment was carried out at laboratory scale using two substrates: i) B (100% Biowaste) and ii) E (83% Biowaste + 17% Star Grass). Incorporation of Star Grass improved carbon content, pH and structural support both in substrate E and its product, allowing the achievement of the thermophilic phase in less time and increasing its length. Furthermore, the agronomic value of the product also improved.

Attitudes and Beliefs of Intercultural Competence in online teachers

Resumen La política de interculturalidad y de internacionalización en Colombia, el desplazamiento forzado de las zonas rurales a las capitales, la existencia de becas del Gobierno para el acceso de las etnias a las instituciones, y la proliferación de programas virtuales son escenarios que propician encuentros y desencuentros interculturales en el aula de clase que llevan a considerar la necesidad de diseñar propuestas de educación formal dirigidas a poblaciones diversas culturalmente. Este estudio fue diseñado para investigar y analizar las actitudes y creencias acerca de la competencia intercultural en los profesores virtuales de la costa Caribe colombiana, en las dimensiones "conciencia del profesor virtual de sus propios valores y referentes culturales", "perspectiva cultural que posee el profesor virtual sobre su alumno" y "estrategias educativas culturalmente apropiadas que aplica el profesor virtual". Para el estudio se parte de un análisis cuantitativo basado en la investigación por encuesta, con una complementariedad metodológica en lo cualitativo por medio de entrevistas a profundidad. Los resultados indican que los profesores son conscientes de sus propios valores y referentes culturales, y saben de la importancia que tiene para el ser humano su cultura y la que asimile. Sin embargo, no tienen una clara perspectiva cultural de sus alumnos y tampoco son capaces de identificar estrategias culturalmente apropiadas, incluso en algunos momentos en que utilizan estrategias culturales, ellos no las reconocen como tales.

Abstract In Colombia, factors such as multiculturalism and internationalization policies, forced displacement from rural areas to the cities, the existence of government scholarships for ethnic groups to have access to higher education, and the proliferation of online courses, are scenarios that bring about cultural encounters and misunderstandings in the classroom. This makes it crucial to consider the need of designing formal education proposals aimed to culturally diverse populations. This study was designed to analyze the attitude and beliefs about intercultural competence that online teachers from the Caribbean Coast of Colombia hold. The focuses were the following dimensions: online teachers´ awareness of their own values and cultural referents, online teachers´ cultural perspective about their students and the cultural-suitable educational strategies they apply. The research starts with a quantitative analysis based on a survey; following a qualitative analysis was performed through an in-depth interview. Results show that teachers are aware of their own values and cultural referents, they do know how important is for humans their own culture and the assimilated one. However, they do not have a clear cultural perspective of their students, neither are they able to identify cultural-suitable strategies, even when using cultural strategies; they do not recognize them as such.

Statistical design of control charts For autocorrelated data design Of control charts

Resumen Este documento revisa la literatura relacionada con el diseño estadístico de cartas de control para datos autocorrelacionados y presenta los enfoques realizados por diversos autores en los últimos veinte años según tres categorías. La primera de ellas se refiere a las cartas de control basadas en residuales, la segunda corresponde a las modificaciones de las cartas de control y modelos que utilizan observaciones originales para disminuir la complejidad de aplicación que tienen las cartas de residuales, y una última categoría reseña brevemente algunos métodos de minería de datos aplicados al control estadístico de procesos correlacionados. Además, se identifican futuras áreas de trabajo como apoyo a los investigadores interesados en continuar con esta línea del conocimiento.

Abstract This paper reviews the literature on the statistical design of control charts for autocorrelated data and presents approaches proposed by several authors over the last 20 years, according to three categories. The first one relates to residuals-based control charts, the second corresponds to modified control charts and models based on original observations that aim at reducing the complexity of residuals-based control charts. The last category briefly reviews data mining techniques applied to correlated statistical processes. In addition, future research areas are identified to support researchers interested in this line of knowledge.

The detection of pathologies from diabetic disease: a review of digital retinal image analysis

Resumen Las afecciones diabéticas tienen impacto sobre el deterioro de las estructuras internas del sistema circulatorio de la retina. La retinopatía diabética es considerada la causa principal de ceguera en poblaciones adultas, este aspecto ha motivado el desarrollo de numerosos trabajos relacionados con la inclusión de técnicas computacionales en el análisis de retinografías. Este trabajo examina y describe la literatura reciente relacionada con el procesamiento digital de retinografías, particularmente la automatización de los procesos de detección, segmentación y localización de patologías derivadas de las afecciones producidas por el padecimiento de la retinopatía diabética. Se realizó una clasificación basada en el tipo de patología, lesiones oscuras y lesiones brillantes.

Abstract Diabetic diseases affect the internal structures of the retina circulatory system. Diabetic retinopathy is considered the leading cause of blindness in adult populations; this aspect has motivated the development of several works related to the inclusion of computational techniques for analysis of retinal images. In this paper, we review and describe recent literature regarding digital retinal processing, particularly the automation of detection, segmentation and location of pathology processes, arising from diabetic retinopathy condition. A pathology type-based classification was performed.