https://repositorio.unicauca.edu.co/xmlui/handle/123456789/2428 2026-05-12T07:49:27Z https://repositorio.unicauca.edu.co/xmlui/handle/123456789/10281 LaoTSE : Modelo basado en ambientes colaborativos, lúdicos y ubicuos para el diseño de aplicaciones que contribuyan a la integración social de adultos mayores Bolaños González, Manuel Ernesto A medida que, las aplicaciones informáticas acortan distancias y ofrecen posibilidades para que los usuarios desarrollen diversas habilidades de manejo, adopción y adaptación a tecnología, cada vez más sofisticadas, algunas complejas como las aplicaciones de diseño y otras realmente simples como es la mensajería instantánea, otras generaciones se van relegando del uso de estas tecnologías, como es el caso de los adultos mayores. Con el propósito de desarrollar el objetivo general de proponer un modelo basado en ambientes colaborativos, lúdicos y ubicuos para el diseño de aplicaciones que contribuyan a la integración social de adultos mayores, se utilizó inicialmente la Revisión Sistemática de Literatura - RSL, a fin de seleccionar algunos estudios que exhibieran términos comunes entre ellos, los cuales sirvieron para identificar los componentes que constituyen la práctica utilizada para crear aplicaciones de software, con la particularidad que ésta práctica ayude en la integración social de los adultos mayores. Con este precedente, en el proceso se identificó un conjunto de 19 patrones caracterizados dentro de cada ambiente colaborativo, lúdico y ubicuo, paso a paso se adentra en dos procesos de validación, el primero dedicado al modelo resultante, y en complemento, la validación de las aplicaciones y su contribución a la integración social de adultos mayores. La metodología de la investigación basada en el estudio de los elementos orientadores, tales como la población de adultos mayores; tres momentos de indagación directa (propósito inicial, percibido y de adopción de la tecnología); perspectiva en diseño de aplicaciones y los ambientes colaborativos, lúdicos y ubicuos, es de tipo exploratoria – descriptiva se basó en cuatro fases (exploración, análisis, construcción y validación) con un enfoque cualitativo con complementos cuantitativos. En la interacción con los adultos mayores se observa que la gran mayoría se sienten cómodos con el uso de la tecnología, expresan su deseo de aprender, piden instrucción, se interesan con entusiasmo y asombro, indican que sus propósitos de uso están orientados a la comunicación, la información y el conocimiento. Por otra parte, la formación del usuario es determinante para mayores alcances de uso de la tecnología, mientras que los factores limitantes como baja visión, baja habilidad motora fina, baja audición son resueltos en cada caso con comandos de voz, interacción directa con interfaces táctiles en los teléfonos inteligentes y amplificadores de sonido. Consecuentemente, se notó un ambiente acogedor confirmado en la confianza en dispositivos en las diferentes interacciones con adultos mayores.; As computer applications shorten distances and offer possibilities for users to develop various driving skills, Adoption and adaptation to increasingly sophisticated technology, some complex apps, for example, design applications and others really simple such as instant messaging; Other generations are relegated to the background of the use of these technologies, this is the elder’s life. In order to develop the general objective of proposing as a model based on collaborative, playful and ubiquitous environments for designing applications that contribute to the social integration of older adults, the Systematic Review of the Literature (RSL) was initially used, in order to select some studies that, exhibited common terms among them, which served to identify the components that constitute the practice used to create software applications, with the particularity that, this practice can help in the social integration of older adults. In addition, this process characterized 19 patterns within each collaborative, playful and ubiquitous environment, step by step delves into two validation processes, the first, to show the results of model, and the validation of the applications and their contribution to the social integration of older adults. Second, the methodology based on the study of guiding elements, such as the population of older adults; Three Moments of direct inquiry (initial, perceived, and adoption purpose of technology); perspective in application design and collaborative, playful and ubiquitous environments, is exploratory – descriptive, based on four phases (exploration, analysis, construction and validation) with a qualitative approach with quantitative complements. In the interaction with older adults, it is observed that majority of them feel comfortable with the use of technology, they express their desire to learn, they ask for instruction, they are interested with enthusiasm and amazement, they indicate their purposes of use are oriented towards communication, information and knowledge. On the other hand, user training is decisive for greater scope of use of technology, while limiting factors such as low vision, low fine motor skills, low hearing, are resolved in each case with voice commands, direct interaction with interfaces. touch screens on smartphones and sound amplifiers. Consequently, a welcoming atmosphere confirmed in trust in devices was noted in the different interactions with older adults. 2024-01-01T00:00:00Z https://repositorio.unicauca.edu.co/xmlui/handle/123456789/10276 Detection and mitigation of body shadowing in a pedestrian localization and tracking system for vulnerable people using Machine Learning Miramá Pérez, Víctor Fabián This document presents the analysis of application of Machine Learning (ML) for the detection and mitigation of the body shadowing in a ultra-wide band (UWB) localization system based on 6.5 GHz from an empirical approach. This study considers vulnerable people as a kind of users who live alone and need a permanent monitoring. Then, the ex-periments were performed in scenarios where the only obstruction was made by the body shadowing of the person that carried a mobile terminal on the chest, for localization. In this research, a cyclical methodology is used allowing to face the problem in two general stages. The first stage uses statistics measures, i.e., standard deviation, skewness and kurtosis, of the measured UWB raw data, i.e., time of flight (ToF) and received signal strength (RSS), to classify the channel condition, i.e., line of sight (LOS) and non-LOS (NLOS), and to avoid the information from fixed localization infrastructure in NLOS condition. The second stage uses the results of the classification process to estimate the ranging error caused by the body shadowing and mitigate this, using the information from fixed localization infrastructure in NLOS condition in the localization process. For the classification process, the following supervised ML models were considered: Support Vector Machine (SVM), Decision Tree (DT), and Long Short Term Memory (LSTM). In addition, the unsupervised ML model k-means was used. For the mitigation of the ranging error the following ML models were considered: SVM regression, Random Forest (RF), and Linear Regression (LR). The experimentation was performed in three similar scenarios (university classrooms) with different characteristics as size, quantity of doors or windows. The highest channel classification accuracy achieved was up to 90.7% when the system uses SVM model, and up to 83.3% using the k-means model. These models offer high values of accuracy and a fast response, so they were selected for the tests in the second stage. The mitigation of the ranging error allowed a reduction of the Mean Absolute Error (MAE) from 30 cm to 65 cm. When the fixed localization infrastructure are classified in NLOS condition and the obtained signal measurements in the mobile terminal were not considered by the localization method, the position error improves passing from 71 cm to 28 cm for a percentile of 90%, in the best case. When the classification models and ranging mitigation models are applied to body shadowing mitigation, the position error of the localization system has an additional reduction between 2 cm and 5 cm for a percentile of 90%. Using the collected measurements in the three scenarios, a generalized model for classification and ranging mitigation is trained. The achieved classification accuracy is up to 87%. The MAE for the ranging error is reduced between 50 cm and 60 cm, and the position error for the localization system is reduced up to 2 cm. This research shows that the application of ML improves de performance of the pedestrian localization systems, mitigating the adverse effects caused by the body shadowing.; Este documento presenta el análisis de la aplicación del aprendizaje de maquina (ML, Machine Learning) para la detección de la condición de canal y la mitigación de la sombra corporal en un sistema de localización basado en la tecnología ultra banda ancha (UWB, Wltra-Wide Band) en 6.5 GHz, desde una perspectiva práctica. Este estudio considera a las personas vulnerables como aquellos usuarios que viven solos y requieren un monitoreo permanente. Considerando este tipo de usuarios, las pruebas se realizaron en escenarios donde el cuerpo humano es el obstáculo principal, instalando el terminal móvil en el pecho de una persona. Para esta investigación se utilizó la metodología en cascada cíclica, afrontando el problema de mitigación de la sombra corporal en dos etapas generales: la primer etapa utiliza medidas estadísticas como la desviación estándar, la simetricidad, y la curtosis, de los datos en bruto obtenidos de UWB (tiempo de vuelo e intensidad de señal recibida), para clasificar la condición de canal entre canal con línea de vista (LOS, Line of Sight) y canal sin línea de vista (NLOS, Non Line of Sight), para posteriormente considerar en el proceso de localización solo la información proveniente de la infraestructura de localización fija en condición LOS; la segunda etapa utiliza el proceso de clasificación para estimar el error de la estimación de distancia causado por la sombra corporal, y mitigar este error utilizando la información de la infraestructura de localización fija en condición NLOS en el proceso de localización. Para el proceso de clasificación se consideraron los modelos ML supervisados: máquina de vector de soporte (SVM, Support Vector Machine), árboles de decisión (DT, Decision Tree) y memoria a corto largo plazo (LSTM, Long Short Term Memory). Además, se consideró el modelo no supervisado k-means. Para la mitigación del error en la estimación de distancia se consideraron los modelos ML de regresión: SVM de regresión, bosque aleatorio (RF, Random Forest), y regresión lineal (LR, Linear Regression). Las pruebas se realizaron en tres escenarios de diferentes tamaños y diferente cantidad de ventanas y puertas. La mejor exactitud en la clasificación de canal fue de hasta 90.7% con el modelo SVM, y de hasta 83.3% con el modelo k-means. Estos modelos proporcionan las mejores exactitudes y respuestas rápidas, por lo que fueron seleccionados para la segunda etapa de mitigación de la sombra corporal. La mitigación del error de estimación de distancia permitió una reducción del error medio absoluto (MAE, Mean Absolute Error) de 30 cm a 65 cm. En la primera etapa cuando no se considera la información de la infraestructura de localización fija en condición NLOS para la localización, el error de posición mejora pasando de 71 cm a estar por debajo de 28 cm para un percentil de 90%, en el mejor de los casos. En la segunda, etapa cuando se considera la información de los terminales en condición NLOS mediante la mitigación del error de distancia, el error de posición tiene una reducción adicional entre 2 cm y 5 cm para el percentil 90%. Utilizando las medidas tomadas en los tres escenarios se entrenó un modelo generalizado para la mitigación de la sombra corporal. La exactitud de clasificación alcanzó valores de hasta 87%. La MAE para la mitigación del error con el modelo generalizado se redujo entre 50 cm y 60 cm, y el error de posición del sistema de localización se redujo hasta en 2 cm. Esta investigación muestra que la aplicación de ML mejoró el desempeño del sistema de localización de peatones, mitigando los efectos adversos causados por la sombra corporal. 2023-01-01T00:00:00Z https://repositorio.unicauca.edu.co/xmlui/handle/123456789/10270 Marco de trabajo para modelar sistemas de gestión de mantenimiento de sistemas multi unidad, para la selección de políticas de mantenimiento incluida la canibalización evaluando fiabilidad en componentes Díaz Benachí, Ermilso En los últimos años, el crecimiento y la complejidad de los sistemas multi unidad han planteado desafíos significativos en términos de mantenimiento y operación eficiente. Estos sistemas, compuestos por un conjunto de unidades independientes, como líneas de producción, redes de distribución, flotas de vehículos o infraestructuras complejas, requieren un enfoque estratégico para garantizar su funcionamiento óptimo y minimizar los costos asociados con el mantenimiento. El mantenimiento de los sistemas multi unidad implica la planificación y ejecución de actividades de mantenimiento preventivo y correctivo en cada una de las unidades que los componen. Esta tarea se vuelve aún más desafiante debido a las interacciones entre unidades, el conjunto de componentes que les permiten realizar su función y la necesidad de coordinar las actividades de mantenimiento de manera efectiva, considerando las limitaciones de recursos, los tiempos de inactividad y la optimización de los costos. En este contexto, los modelos de simulación se han convertido en una herramienta valiosa para el análisis y la optimización de sistemas multi unidad. Estos modelos permiten simular el comportamiento del sistema en diferentes escenarios, teniendo en cuenta variables como el rendimiento, la confiabilidad, la disponibilidad y los tiempos de mantenimiento. Asimismo, brindan la capacidad de evaluar diferentes estrategias de mantenimiento y apoyar la toma de decisiones para mejorar la eficiencia y la rentabilidad del sistema. El objetivo de esta tesis es desarrollar un modelo de simulación para la toma de decisiones sobre las políticas de mantenimiento en sistemas multi unidad, para lograr este objetivo se creó un simulador basado en sistemas de eventos discretos descrito formalmente en redes de Petri interpretadas y coloreadas de un sistema de flotas de unidades de componentes intercambiables y su gestor de mantenimiento. El simulador pretende analizar la interacción entre las unidades y evaluar el impacto de diferentes políticas de mantenimiento incluida la canibalización en el rendimiento global del sistema. Además, se buscará identificar las ventajas de esta política, su impacto en los tiempos de inactividad, disponibilidad y costos asociados. Mediante el estudio y la aplicación de modelos de simulación en sistemas multi unidad, esta investigación contribuirá al desarrollo de un enfoque sistemático y eficiente para la gestión del mantenimiento en entornos complejos cuando se hace uso de la canibalización como política híbrida complementaria a las políticas que comúnmente son utilizadas en los sistemas de mantenimiento de flotas. Los resultados obtenidos podrán ser aplicados en diferentes sectores industriales, como la manufactura, el transporte, la energía y la logística, entre otros, con el fin de ser más resiliente al retardo, carencia o sobre costo de componentes críticos de repuesto de su flota y que permitan comprender operacionalmente los efectos de utilizar políticas de canibalización en busca de mejorar la eficacia operativa y optimizar los recursos disponibles.; In recent years, the growth and complexity of multi-unit systems have posed significant challenges in terms of maintenance and efficient operation. These systems, composed of independent units, such as production lines, distribution networks, vehicle fleets, or complex infrastructures, require a strategic approach to ensure optimal operation and minimize the costs associated with maintenance. The maintenance of multi-unit systems involves the planning and execution of preventive and corrective maintenance activities in each of the component units. This task becomes even more challenging due to the interactions between units, the components that allow them to perform their function, and the need to coordinate maintenance activities effectively, considering resource constraints, downtime, and cost optimization. In this context, simulation models have become a valuable tool for the análisis and optimization of multi-unit systems. These models allow for simulating the system's behavior in different scenarios, taking into account variables such as performance, reliability, availability, and maintenance times. Additionally, they provide the capability to evaluate different maintenance strategies and support decisionmaking to improve the system's efficiency and profitability. The objective of this thesis is to develop a simulation model for decision-making regarding maintenance policies in multi-unit systems. To achieve this objective, a discrete event simulator was created, formally described using interpreted and colored Petri nets for a fleet system of interchangeable component units and its maintenance manager. This model aims to analyze the interaction between the units and evaluate the impact of different maintenance policies, including cannibalization, on the overall system performance. Furthermore, it seeks to identify the advantages of this policy, its impact on downtime, availability, and associated costs. Through the study and application of simulation models in multi-unit systems, this research will contribute to the development of a systematic and efficient approach for maintenance management in complex environments when using cannibalization as a hybrid policy complementary to the policies commonly used in fleet maintenance systems. The results obtained can be applied in various industrial sectors, such as manufacturing, transportation, energy, and logistics, among others, in order to be more resilient to delays, shortages, or overcosts of critical spare components in their fleet and to operationally understand the effects of using cannibalization policies in the pursuit of improving operational efficiency and optimizing available resources. 2024-01-01T00:00:00Z https://repositorio.unicauca.edu.co/xmlui/handle/123456789/9566 Integrando la formación en arquitecturas de software en programas de ingeniería de sistemas y afines con las necesidades de la industria de software Pantoja Yépez, Wilson Libardo Propósito: La capacidad de definir, evaluar e implementar arquitecturas de software es una habilidad fundamental para los ingenieros de software. Sin embargo, enseñar Arquitecturas de Software (AS) puede suponer un reto, requiere que los estudiantes participen en proyectos de contexto real con altos grados de complejidad. El propósito de este documento es presentar un catálogo de patrones de formación (reportados por la literatura y evaluados por la industria) de arquitectura de software para estudiantes de pregrado, que orienten al docente sobre el qué y el cómo enseñar, permitirán lograr significativamente el desarrollo de las competencias más relevantes para la industria de software actual y futura, relacionadas con la creación, evaluación y documentación de una arquitectura software, en potenciales egresados de programas de ingeniería de sistemas y afines. Métodos: La primera versión del catálogo fue extraído de las estrategias recurrentes a partir de un mapeo sistemático de la literatura. Las competencias de referencia fueron establecidas a través de grupos focales con profesores y profesionales de la industria. El catálogo fue validado a través de dos estudios de caso exploratorios, un experimento controlado y un estudio de caso confirmatorio. Resultados: Como resultado tenemos un catálogo de siete patrones de formación en AS, articulados bajo una metodología que permitiría a los docentes proponer y mejorar cursos de AS que desarrollan competencias más cercanas a las necesidades de la industria. Conclusión: Un curso de AS acorde a las necesidades de la industria es algo esencial en los planes de estudio de programas de informática, ingeniería de sistemas y afines. Para diseñar y ejecutar un curso de AS de alta calidad, proponemos un catálogo de patrones de formación que permiten recrear los problemas y la forma de trabajo en el aula similares a los ambientes utilizados por la industria, y por otro lado, organizar el conocimiento arquitectónico para que las actividades de clase se puedan estructurar y facilitar el aprendizaje incremental.; Purpose: The ability to define, evaluate and implement software architectures is a fundamental skill for software engineers. However, teaching Software Architectures (SA) can be challenging, requiring students to participate in real context projects with high degrees of complexity. The purpose of this paper is to present a catalog of training patterns (reported by the literature and evaluated by the industry) of software architecture for undergraduate students to guide the teacher on what and how to teach AS. The purpose of this document is to present a catalog of training patterns (reported by the literature and evaluated by the industry) of software architecture for undergraduate students, that will guide the teacher on what and how to teach, will allow to significantly achieve the development of the most relevant competencies for the current and future software industry, related to the creation, evaluation and documentation of a software architecture, in potential graduates of systems engineering and related programs. Methods: The first version of the catalog was extracted from the recurrent strategies based on a systematic mapping of the literature. Benchmark competencies were established through focus groups with teachers and industry professionals. The catalog was validated through two exploratory case studies, a controlled experiment and a confirmatory case study. Results: As a result, we have a catalog of seven AS training patterns articulated under a methodology that would allow teachers to propose and improve AS courses that develop competencies closer to industry needs. Conclusion: An AS course according to the needs of the industry is essential in the curricula of computer science, systems engineering and related programs. To design and execute a high quality AS course, we propose a catalog of training patterns that allow to recreate the problems and the way of working in the classroom similar to the environments used by the industry, and on the other hand, to organize the architectural knowledge so that the class activities can be structured and facilitate incremental learning. 2023-01-01T00:00:00Z