Mechanical ventilation systems require a device for measuring the air flow provided to a patient in order to monitor and ensure the correct quantity of air proportionated to the patient, this device is the air flow sensor. At the beginning of the COVID-19 pandemic, flow sensors were not available in Peru because of the international supply shortage. In this context, a novel air flow sensor based on an orifice plate and an intelligent transducer was developed to form an integrated device. The proposed design was focused on simple manufacturing requirements for mass production in a developing country. CAD and CAE techniques were used in the design stage, and a mathematical model of the device was proposed and calibrated experimentally for the measured data transduction. The device was tested in its real working conditions and was therefore implemented in a breathing circuit connected to a low-cost mechanical ventilation system. Results indicate that the designed air flow sensor/transducer is a low-cost complete medical device for mechanical ventilators that is able to provide all the ventilation parameters by an equivalent electrical signal to directly display the following factors: air flow, pressure and volume over time. The evaluation of the designed sensor transducer was performed according to sundry transducer parameters such as geometrical parameters, material parameters and adaptive coefficients in the main transduction algorithm; in effect, the variety of the described results were achieved by the faster response time and robustness proportionated by transducers of nanostructures based on Anodic Aluminum Oxide (AAO), which enhanced the designed sensor/transducer (ST) during operation in intricate geographic places, such as the Andes mountains of Peru.

En este trabajo se propone un algoritmo general para diseñar la reconstrucción de eventos de proceso químico/físico/biológico como uno de los más complicados hoy en día: la "evolución de las células cancerígenas". Estudiando la evolución de las curvas de frontera es posible hacer una integración en tres dimensiones (3D), además la cifra 3D obtenida se puede explicar a través de un modelo matemático para estimar su evolución geométrica después de reacciones físicas/químicas. En este trabajo, hay imágenes analizadas de cada etapa del proceso basadas en la evolución de las células cancerosas. Cada imagen fue procesada con el fin de obtener una ecuación matemática como referencia para entender la geometría de la estructura 3D basada en su imagen 2D para cada etapa. En el otro lado, con esta información y el procesamiento de cada imagen de etapa, se logró una ecuación matemática para describir la geometría de la estructura entre etapas mediante "Análisis de Predicción Óptima" que es tan importante para obtener la comprensión de la geometría de la estructura con el proceso interno.

This article mainly analyzes the correlation between the carrier energy in robotic arms, according to enhance its performance. This task is achieved because of the sensors/actuators based on nanostructures properties: short response time and high robustness, which proportionated the possibility to execute intricate instructions by the control subsystem of the robotic arm. Therefore, the instructions executed by the controller are supported by a polynomial design, this algorithm helped to evaluate every response signal as a consequence of the main control system, which was consequently by the short response time from the main sensors “flow (carrier energy) and speed of the robotic arm”, moreover, the advantage of the proposed system is given by the extra time obtained also to verify the stability of the robotic arm based in Lyapunov models correlated with Lagrange, as well as every equations were solved and organized by neural network. Este artículo analiza principalmente la correlación entre la energía portadora en brazos robóticos, en función de mejorar su rendimiento. Esta tarea se logra gracias a los sensores/actuadores basados en propiedades de nanoestructuras: corto tiempo de respuesta y alta robustez, lo que proporcionó la posibilidad de ejecutar instrucciones complejas mediante el subsistema de control del brazo robótico. Por lo tanto, las instrucciones ejecutadas por el controlador están sustentadas en un diseño polinómico, este algoritmo ayudó a evaluar cada señal de respuesta como consecuencia del sistema de control principal, lo que fue gracias al corto tiempo de respuesta de los sensores principales “flujo (energía portadora) y velocidad del brazo robótico”, además, la ventaja del sistema propuesto está dada por el tiempo extra que se toma también para verificar la estabilidad del brazo robótico basado en modelos de Lyapunov correlacionados con Lagrange, así como todas las ecuaciones fueron resueltas y organizadas por red neuronal.

En esta propuesta se plantean algunas sugerencias para la fabricación de sensores inteligentes basados en nanoestructuras amorfas, para lo cual la elaboración de los transductores de los sensores debe tener en cuenta la correlación entre su geometría interna (en escala nanométrica) y el material que lo compone, además de los requerimientos de la empresa que los necesite y el espacio geográfico de la comunidad donde estos sean usados. Tal es así, que la fabricación de estos sensores requiere procesos complejos cual pulverización catódica, deposición atómica, e incluso deposición atómica mediante reacciones electro-químicas. Por lo tanto, se sugiere estudiar qué minerales y componentes químicos se pueden encontrar en los alrededores de las montañas Andinas, para así poderlos usar en la fabricación de los sensores, teniendo un estricto compromiso del cuidado ambiental con los residuos acabado los procesos de fabricación. Además, se plantea tomar en cuenta la comprensión de las características geográficas y climatológicas del lugar de fabricación, cual también el lugar donde se someterá a prueba y uso de los sensores diseñados, que generalmente para las actividades de la población Andina, puede darse en la minería, pesca, agricultura y transporte público. En este contexto, los sensores diseñados en base a nanoestructuras tienen la ventaja de un corto tiempo de respuesta y robustez frente a perturbaciones, lo cual es muy útil para tareas de sistemas mecánicos o mecatrónicos donde el carácter activo de los sensores mejore el performance de las tareas, también esta ventaja es un soporte desde el punto de vista de la programación del microcontrolador que le dé el carácter de inteligencia artificial al sensor elaborado, pues permite ejecutar algoritmos complejos y adaptativos para trabajar en mejor respuesta de la transducción.

La monitorización precisa de ecosistemas frágiles requiere tecnología autónoma y no intrusiva que opere de forma fiable en zonas remotas. Este artículo presenta un avanzado sistema de seguimiento mecatrónico diseñado para optimizar la eficiencia de captación de energía de células fotovoltaicas de alta absorbancia, proporcionando un suministro eléctrico robusto y ecoeficiente para estaciones de monitorización ambiental. El modelado matemático integra un diseño de trayectoria polinómica y una estrategia de control robusta, validada mediante análisis de estabilidad de Lyapunov, para garantizar el seguimiento continuo incluso bajo densas nubes o interferencias de partículas industriales. Se desarrolla una ley de control adaptativa mediante funciones moduladoras para suprimir el ruido de alta frecuencia sin necesidad de filtrado digital complejo. Los resultados de la simulación experimental demuestran una eficiencia de seguimiento energético del 99,8 %, eliminando eficazmente el tiempo de inactividad por pérdida de energía. Este desarrollo tecnológico garantiza la autonomía operativa a largo plazo para la telemetría ecológica, minimizando la huella de mantenimiento en campo y previniendo la contaminación química del suelo derivada de la eliminación de baterías de litio convencionales en zonas de conservación protegidas. Finalmente, los algoritmos de simulación respaldaron el prototipo diseñado, que también propone la posibilidad de operar a distancias muy largas para estudiar las comunicaciones planetarias (como, por ejemplo, entre Marte y la Tierra).