Educational robotics has become one of the most effective methods to teach STEM concepts in a practical and didactic way at all educational level. In this context, the LEGO Mindstorms robotic platforms have been widely used due to their versatility ease of use and modularity. Despite this, most of the papers focus on K-12 and undergraduate levels, with little information reported in the literature about educational experiences at the graduate level. This article deals with the use of educational robotics for the teaching of mathematical concepts at the graduate level, and more specifically on the physical visualization of metrics (Euclidean, Taxicab, and Infinity), and the convergence of Cauchy's succession using a mobile robots LEGO Mindstorms NXT. The educational experience was applied to a group of graduate students who offered good comments on this type of educational activity and its usefulness to understand the mathematical concepts addressed. It was observed that this type of educational experiences motivates students to use mathematical concepts in interdisciplinary problems and encourages them to understand their functionality and application in the real world.

Contexto: En este artículo se describen los resultados de un proceso de diagnóstico tecnológico tendiente a identificar el nivel de incorporación de los dispositivos programables (microcontroladores) y de los dispositivos de lógica programable (CPLD y FPGA) en los procesos productivos del sector agroindustrial de la panela, en el departamento de Boyacá. Cabe resaltar que el sector agroindustrial es uno de los que más aportan al producto interno bruto del departamento y es uno de los más priorizados en términos del potencial de negocios y entorno económico favorable de acuerdo con el Plan Estratégico Departamental de Ciencia, Tecnología e Innovación del Departamento de Boyacá.Método: La metodología empleada consistió en obtener un inventario tecnológico (máquinas, equipos e infraestructura informática) e identificar los activos tecnológicos de las empresas relacionadas.Resultados: Para la fase de recolección de información se visitaron cuatro empresas productoras de panela ubicadas en la hoya del río Suarez, de las cuales se encontró que solo una tienetienen un alto grado de automatización en sus procesos de producción, mientras que las otras presentan uno muy bajo o ninguno. La revisión de literatura evidenció que existen varias publicaciones en revistas indexadas en las que se describen importantes aportes al desarrollo del sector agroindustrial de la panela, aunque ninguno es realizado por universidades del departamento. En la etapa de análisis se identificaron las debilidades y oportunidades de las empresas del sector panelero en Boyacá.Conclusiones: Todo lo anterior permitió definir un conjunto de propuestas de incorporación de las tecnologías programables para el desarrollo de proyectos de investigación, encaminados a cubrir las necesidades reales del sector panelero del departamento de Boyacá, tanto en el mejoramiento de los procesos de producción como en el de las condiciones de trabajo de las personas dedicadas a estas labores.

This work proposes a new method to find an optimal solution of the inverse problem of the Boussinesq equation for ill-posed problems, applicable in the reconstruction of triaxial forces for processing contact data in tactile decoding systems. This paper focuses on the estimation of triaxial forces from normal stress tactile sensor arrays on flat non-deformable surfaces for single static contacts. This method estimates a triaxial force vector on the sensor coverage surface for each stress value from the relation between the stress data and the applied normal and tangential contact forces. The main contribution of this work consists of a new procedure for estimating contact forces simplifying both arithmetic operations and the optimization process used. Because of this, obtaining a force estimation has a predictable computation time, which makes this new method an attractive solution for implementation in hardware-based real-time tactile sensing systems. The verification process was conducted using a Finite Element Analysis (FEA) as a reference. When testing tactile sensors in a range of sizes and resolutions for piezoelectric and piezoresistive technologies, a maximum estimation error of 10.93% was obtained, including errors due to the array discretization.

This work presents a pipeline implementation of the COordinate Rotation DIgital Computer (CORDIC) algorithm in VHDL. This implementation computes both the trigonometric (sine, cosine, and arctangent of two parameters) and hyperbolic (hyperbolic sine, hyperbolic cosine, and hyperbolic arctangent) fixed-point functions. The implementation was synthesized on a Xilinx ® Zynq UltraScale + ZCU102 FPGA evaluation board, reaching an operating frequency of 297.89 MHz. The results show the proper operation of the proposed architecture, achieving relative errors of less than 1.4% for a 16-bit fixed-point representation. The VHDL implementation is easily adjustable to meet the specific requirements of each system and is available as an open-source code under a Creative Commons license.

This paper presents a contribution to the state of the art in the design of tactile sensing algorithms that take advantage of the characteristics of generalized sparse matrix-vector multiplication to reduce the area, power consumption, and data storage required for real-time hardware implementation. This work also addresses the challenge of implementing the hardware to execute multiaxial contact-force estimation algorithms from a normal stress tactile sensor array on a field-programmable gate-array development platform, employing a high-level description approach. This paper describes the hardware implementation of the proposed sparse algorithm and that of an algorithm previously reported in the literature, comparing the results of both hardware implementations with the software results already validated. The calculation of force vectors on the proposed hardware required an average time of 58.68 ms, with an estimation error of 12.6% for normal forces and 7.7% for tangential forces on a 10 × 10 taxel tactile sensor array. Some advantages of the developed hardware are that it does not require additional memory elements, achieves a 4× reduction in processing elements compared to a non-sparse implementation, and meets the requirements of being generalizable, scalable, and efficient, allowing an expansion of the applications of normal stress sensors in low-power tactile systems.

En este trabajo se revisan las diferentes topologías y las técnicas de control inteligente más usadas en la actualidad para convertidores DC-DC empleados en sistemas híbridos de generación eléctrica. Adicionalmente, se investiga acerca del uso de controladores embebidos en hardware reconfigurable tales como las FPGA (Field-Programmable Gate Array) para mejorar el rendimiento de los convertidores DC-DC, aprovechando las ventajas de este tipo de plataformas que incluyen la ejecución paralela de operaciones, bajo consumo de energía, alta portabilidad, baja latencia y operación en altas frecuencias. Estas características permiten la implementación de técnicas de control avanzadas tales como las basadas en redes neuronales, inteligencia artificial, algoritmos adaptativos y Machine Learning, que consiguen optimizar la operación de los convertidores de potencia en sistemas híbridos de generación de energía eléctrica.