Trabajos Fin de Grado - Grado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación

Simulación de láseres de semiconductor acoplados para la optimización de la generación de peines de frecuencia (Ref. TFG1)

Fecha publicación: Octubre 2018

Nombre del tutor: Antonio Pérez Serrano

Conocimientos previos valorables: Conocimientos en programación (Matlab, C/C++ o similar).

Descripción: Los peines de frecuencia ópticos son un tipo de fuente láser que consiste en una serie de líneas discretas y equiespaciadas en frecuencia. Se usan para distintas aplicaciones, entre las que se incluyen: comunicaciones ópticas, relojes atómicos, generación de radiación THz, espectroscopía de gases, etc… Uno de los mecanismos que permite la generación de peines de frecuencia a partir de láseres de semiconductor es por técnicas de modulación de la corriente de inyección, esta técnica es conocida como conmutación de la ganancia o “gain switching”. Una forma de mejorar las propiedades de los peines generados de esta forma es por medio de la inyección de luz desde otro láser monomodo al láser modulado.

El objetivo del presente TFG es la simulación numérica de un sistema de láseres de semiconductor acoplados para encontrar las condiciones idóneas para la generación de peines de frecuencia. Para ello el alumno se familiarizará con los láseres de semiconductor y su modelado, deberá entender la física que hay detrás de estos dispositivos y su comportamiento, así como los distintos modelos que se usan para su simulación. Para las simulaciones se usará un modelo basado en ecuaciones de balance que el alumno resolverá mediante algoritmos tipo Runge-Kutta usando Matlab. Para visualizar los resultados se crearán distintos tipos de gráficas con Matlab: trazas temporales, espectros ópticos y de radiofrecuencia y mapas de regiones de comportamiento.

Contacto: Antonio Pérez Serrano, antonio.perez.serrano (at) upm.es

 

Diseño y desarrollo de un módulo para el control de un láser sintonizable (Ref. TFG2)

Fecha publicación: Octubre 2018

Nombre del tutor: Antonio Pérez Serrano

Conocimientos previos valorables: Conocimientos en programación y electrónica (Python, Linux, Raspberry Pi).

Descripción: El laboratorio de caracterización de diodos láser del Grupo de Fotónica Aplicada  dispone un láser sintonizable, así como de su placa de evaluación y control. Debido a sus características de bajo ruido, estabilidad y su amplio rango de sintonización (40 nm en toda la banda C) es un láser muy útil para distintos usos.

El objetivo del presente TFG es el diseño y desarrollo de una interfaz (tanto en hardware como en software) para controlar de forma sencilla el láser sintonizable. El hardware estará basado principalmente en una Raspberry Pi (o similar) y una pantalla táctil. También deberá diseñarse y fabricarse la caja que contendrá todo el sistema, así como posibles circuitos adicionales. La parte de software consistirá en desarrollar la GUI para que el usuario pueda controlar los distintos modos de operación del láser sintonizable. También se implementará la comunicación entre la Raspberry Pi y la placa de evaluación y control.

Contacto: Antonio Pérez Serrano, antonio.perez.serrano (at) upm.es

 

Diseño y desarrollo de una herramienta de generación de informes basada en registros obtenidos en las Unidades del Servicio de Cardiología del Hospital 12 de Octubre

Fecha publicación: Julio 2018

Nombre del tutor: Gema García Sáez / María Elena Hernando Pérez / Dr. Héctor Bueno

Descripción: El trabajo consiste en la creación de una herramienta de procesado de señales (ECG, curvas de presión, etc.) registradas durante las intervenciones de cateterismo de hemodinámica y de los parámetros y señales registrados a diario por los monitores de la Unidad Coronaria del servicio de Cardiología del Hospital 12 de Octubre. Los resultados se presentarán gráficamente en informes que se integrarán posteriormente con la Historia Clínica del paciente. Se analizará el uso de herramientas de procesado automático de la información de dichos informes.

Contacto: Gema García Sáez, ggarcia @ gbt.tfo.upm.es / María Elena Hernando Pérez, elena @ gbt.tfo.upm.es

 

Desarrollo de un dispositivo generador de potenciales evocados para estudios electrofisiológicos in vivo

Fecha publicación: Julio 2018

Nombre del tutor: Blanca Jiménez Gómez
Ponente: Daniel González-Nieto

Descripción:Los potenciales evocados somatosensoriales (SSEPs) tienen una amplia utilidad clínica y diagnostica. Su uso permite estudiar la conectividad cerebral intra- e inter-hemisférica y estudiar cómo puede dicha conectividad puede verse afectada en diversos desórdenes neurológicos. La interpretación de estas posibles alteraciones depende del correcto análisis de las señales registradas en términos de amplitud, latencia y polaridad.

En este proyecto se plantea el desarrollo de un dispositivo electrónico capaz de generar potenciales evocados artificiales (de amplitud, latencia y polaridad conocidas) en respuesta a la estimulación eléctrica. Este dispositivo permitiría imitar la respuesta fisiológica normal sirviendo como sistema de calibración con aplicabilidad para un amplio rango de equipos médicos de electromiografía y potenciales evocados.

Contacto: Blanca Jiménez Gómez,  blanca.jimenez @ ctb.upm.es / Daniel González-Nieto, daniel.gonzalez @ ctb.upm.es

 

Implementación y simulación de los algoritmos de páncreas artificial openAPS

Fecha publicación: Julio 2018

Nombre del tutor: Agustín Rodríguez Herrero / Mª Elena Hernando Pérez

Descripción: El trabajo consiste en estudiar los algoritmos del Open Artificial Pancreas System (openAPS) que están disponibles en código abierto para Android, implementarlos en una herramienta Matlab de simulación y evaluarlos in-silico con una población de pacientes virtuales. Para abordar el trabajo el alumno estudiará en detalle el tipo de hardware que se puede utilizar con OpenAPS (bombas de infusión de insulina y sensores continuos de glucosa), las variantes del algoritmo de control en lazo cerrado y las opciones de configuración para personalizarlo a cada paciente. Los resultados se compararán con otros algoritmos desarrollados en el grupo de investigación y en la comunidad científica internacional. Como resultado del trabajo se propondrán mejoras al openAPS.

Requisitos: Se valorarán conocimientos de programación en Matlab y Android.

Contacto: Agustín Rodríguez Herrero, arodri @ gbt.tfo.upm.es / Mª Elena Hernando Pérez, elena @ gbt.tfo.upm.es

 

Diseño e implementación de un modelo de usuario basado en ontologías para su integración en una plataforma de formación de habilidades quirúrgicas

Fecha publicación: Enero 2018

Nombre del tutor: Patricia Sánchez González / Ponente: Ignacio Oropesa García

Descripción: El proyecto se llevará a cabo en el contexto del proyecto europeo EASIER. El proyecto busca la creación de una plataforma de formación online integral que abarque el rango completo de habilidades técnicas y no técnicas necesarias para la práctica quirúrgica. La plataforma dará soporte a sistemas de entrenamiento externos, tales como el simulador virtual SIMENDO, y dispondrá de herramientas para la creación de cursos estandarizados. Estará respaldada por un modelo pedagógico que permita homogeneizar la creación de contenidos y los procesos formativos a nivel europeo.

El objetivo de este trabajo es la definición del modelo de usuario de la plataforma. El modelo de usuario será el encargado de gestionar los datos de interacción, formación y evaluación de los cirujanos. Su definición será el resultado de un proceso de obtención de conocimiento con expertos cirujanos. El resultado final será una ontología que pueda ser codificada a la base de datos de la plataforma de formación del proyecto EASIER

Objetivos:

  • Participación en y análisis de las conclusiones extraídas de las sesiones de obtención de conocimiento llevadas a cabo con usuarios finales de la plataforma.
  • Definición y validación del modelo de usuario.
  • Soporte a la integración del modelo en las bases de datos de la plataforma.
Requisitos: Se valorarán conocimientos de Protégé, SQL.

Contacto: Patricia Sánchez González, psanchez @ gbt.tfo.upm.es/ Ignacio Oropesa García,  ioropesa @ gbt.tfo.upm.es

 

Simulación de láseres de semiconductor modulados para la optimización de la generación de peines de frecuencia

Fecha publicación: Enero 2018

Nombre del tutor: Antonio Pérez Serrano

Descripción: Los peines de frecuencia ópticos son un tipo de fuente láser que consiste en una serie de líneas discretas y equiespaciadas en frecuencia. Se usan para distintas aplicaciones, entre las que se incluyen: comunicaciones ópticas, relojes atómicos, generación de radiación THz, espectroscopía de gases, etc… Uno de los mecanismos que permite la generación de peines de frecuencia a partir de láseres de semiconductor es por técnicas de modulación de la corriente de inyección, esta técnica es conocida como conmutación de la ganancia o “gain switching”.

El objetivo del presente TFG es la simulación numérica de láseres de semiconductor para encontrar las condiciones idóneas de la modulación de la corriente para la generación de peines de frecuencia. Para ello el alumno se familiarizará con los láseres de semiconductor y su modelado, deberá entender la física que hay detrás de estos dispositivos y su comportamiento, así como los distintos modelos que se usan para su simulación. Para las simulaciones se usará un modelo basado en ecuaciones de balance que el alumno resolverá mediante algoritmos tipo Runge-Kutta usando Matlab. Una vez implementado el modelo, se resolverá para distintos tipos de funciones de modulación de la inyección de corriente en busca de las condiciones óptimas para la generación de peines de frecuencia. Para visualizar los resultados se crearán distintos tipos de gráficas con Matlab: trazas temporales, espectros ópticos y de radiofrecuencia y mapas de regiones de comportamiento.

Requisitos:

  • Conocimientos en programación (Matlab, C/C++ o similar)

Contacto: Antonio Pérez Serrano (antonio.perez.serrano@upm.es)

 

Simulación de amplificadores ópticos de semiconductor para la generación de peines frecuencia en circuitos fotónicos integrados

Fecha publicación: Enero 2018

Nombre del tutor: Antonio Pérez Serrano

Descripción: Los peines de frecuencia ópticos son un tipo de fuente láser que consiste en una serie de líneas discretas y equiespaciadas en frecuencia. Se usan para distintas aplicaciones, entre las que se incluyen: comunicaciones ópticas, relojes atómicos, generación de radiación THz, espectroscopía de gases, etc… Por otro lado, los circuitos fotónicos integrados o “Photonic Integrated Circuits” (PICs) son equivalentes a los circuitos electrónicos, sólo que la transmisión y procesado de la información se hace en el dominio óptico, a través de la luz láser. Entre los distintos elementos fundamentales que podemos encontrar en un PIC están los amplificadores ópticos de semiconductor o “Semiconductor Optical Amplifiers” (SOAs).

El objetivo del presente TFG es la simulación numérica de SOAs para encontrar las condiciones idóneas para la generación de peines de frecuencia. El alumno se familiarizará con los láseres y amplificadores de semiconductor y su modelado. Se estudiarán dos casos: el de un amplificador en solitario y el de dos amplificadores en serie. Se utilizará un simulador espaciotemporal desarrollado previamente en Matlab para estudiar el impacto de los efectos de modulación de amplitud y fase en los casos propuestos. Para visualizar los resultados se crearán distintos tipos de gráficos en Matlab: distribuciones espaciales de las variables, trazas temporales, espectros ópticos y de radiofrecuencia y mapas de regiones de comportamiento.

Requisitos:

  • Conocimientos en programación (Matlab)

Contacto: Antonio Pérez Serrano (antonio.perez.serrano@upm.es)

 

Actualización, calibración e implementación del interfaz de usuario de un sistema LIDAR para medición de distancias

Fecha publicación: Enero 2018

Nombre del tutor: Antonio Pérez Serrano

Descripción: Los sistemas LIDAR (acrónimo inglés de “Light Detection and Ranging”) son dispositivos que permiten determinar la distancia desde un emisor láser a un objeto. Normalmente, la distancia al objeto se determina midiendo el tiempo de retraso entre la emisión de un pulso y su detección a través de la señal reflejada. La tecnología LIDAR tiene numerosas aplicaciones en campos como la geología, sismología y física de la atmósfera. También se investiga su uso en vehículos, especialmente en los autónomos.

El objetivo del presente TFG es la actualización y calibración de un sistema LIDAR basado en láseres de semiconductor. El sistema fue inicialmente desarrollado por otro alumno. El presente TFG es la continuación de este trabajo. Después de implementar estas mejoras y la calibración del sistema, se implementará un interfaz de usuario que facilite su uso. Se pretende que el alumno se familiarice con los sistemas LIDAR y con el desarrollo de prototipos.

Requisitos:

  • Conocimientos en programación (Python, Matlab), sistemas operativos Linux (Raspberry Pi) y electrónica.

Contacto: Antonio Pérez Serrano (antonio.perez.serrano@upm.es)

 

 

Monitorización objetiva de pacientes mediante la comunicación con dispositivos médicos

Fecha publicación: Diciembre 2017

Nombre del tutor: Gema García Sáez/ Mª Elena Hernando Pérez

Descripción: El trabajo consiste en desarrollar aplicaciones que permitan la monitorización de variables fisiológicas o parámetros médicos de los pacientes cuando están fuera de los hospitales, es decir, en sus domicilios o durante sus actividades diarias. Para ello se abordará la implementación del protocolo de comunicación de algún dispositivo médico o de seguimiento de pacientes, de modo que se registre esta información y se pueda gestionar desde las aplicaciones de los usuarios para mejorar el cuidado del paciente. Cada TFG abordará dispositivos diferentes y dependiendo del escenario clínico, se consideran aplicaciones en entornos Web, Android o iOS. Las comunicaciones generalmente se realizarán en un ámbito local utilizando tecnologías como Bluetooth LE, NFC, etc. Los dispositivos considerados incluyen entre otros las siguientes variables: glucemia capilar, glucemia continua, presión arterial, pulso cardiaco, medidas objetivas de actividad física, peso, temperatura, etc. Las tareas de gestión de la información registrada se realizan en colaboración con equipos clínicos con los que se evaluarán los resultados. Escenarios clínicos de aplicación: diabetes gestacional y diabetes tipo 1.

Contacto: Gema García Sáez, ggarcia@gbt.tfo.upm.es / Mª Elena Hernando Pérez, elena@gbt.tfo.upm.es

 

Análisis de datos y visualización de parámetros fisiológicos para el seguimiento de pacientes con sistemas de telemedicina

Fecha publicación: Diciembre 2017

Nombre del tutor: Gema García Sáez/ Mª Elena Hernando Pérez

Descripción: El trabajo consiste en el diseño y desarrollo de sistemas de ayuda a la decisión para los profesionales sanitarios y los propios pacientes. El trabajo consistirá en el procesamiento de los datos de pacientes registrados con sistemas de telemedicina, de modo que se obtenga de ellos la máxima información, utilizando en algunos casos herramientas de inteligencia artificial que permitan la extracción de conocimiento de forma automático.  El objetivo es diseñar sistemas proactivos que generen alertas hacia profesionales y pacientes y anticipen las acciones terapéuticas al momento en que se detectan las desviaciones. El trabajo requiere el uso de bases de datos y la realimentación a los usuarios a través de las aplicaciones (ej. Web, Android o iOS) o notificaciones instantáneas. Las tareas de definición de los procedimientos de análisis de datos y notificaciones se realizan en colaboración con equipos clínicos. Escenarios clínicos de aplicación: diabetes gestacional y diabetes tipo 1.

Contacto: Gema García Sáez, ggarcia@gbt.tfo.upm.es / Mª Elena Hernando Pérez, elena@gbt.tfo.upm.es

 

Desarrollo de aplicaciones Web y móviles integradas en servicios de Telemedicina

Fecha publicación: Diciembre 2017

Nombre del tutor: Gema García Sáez/ Mª Elena Hernando Pérez

Descripción: El trabajo consiste en la implementación de aplicaciones móviles para profesionales sanitarios y/o pacientes integradas en servicios de telemedicina.  Se considerarán diferentes patologías clínicas (cada una de ellas abordada por un TFG diferente). El trabajo utilizará herramientas de desarrollo Web y para los SSOO de móviles (ej. Android o iOS), acceso a bases de datos y procedimientos de comunicación con servidores remotos. Las tareas de definición de las funcionalidades y las interfaces de usuario se realizan en colaboración con equipos clínicos, con los que también se diseñan los estudios de validación con grupos de pacientes. Escenarios clínicos de aplicación: diabetes gestacional y diabetes tipo 1.

Contacto: Gema García Sáez, ggarcia@gbt.tfo.upm.es / Mª Elena Hernando Pérez, elena@gbt.tfo.upm.es

 

 

 

Desarrollo de Plataforma para el cuidado de la salud y la promoción del Well-being

Fecha publicación: Diciembre 2017

Nombre del tutor: Jose M. Iniesta / Mª Elena Hernando Pérez

Descripción: Los trabajos ofertados bajo esta propuesta se centran en estudiar y aplicar conceptos relacionados con el Internet Of Things (IoT), empleando para ello tecnologías Web, servicios en la nube, aplicaciones móviles, y wearables que permitan generar un ecosistema tecnológico interconectado para facilitar una autogestión del bienestar y un autoconocimiento personal (nutrición, actividad física, sueño, estado de ánimo, estrés, etc.), pretendiendo conseguir una prevención temprana y saludable de futuras complicaciones. Para ello se propone el desarrollo e integración de estas tecnologías con sistemas inteligentes de análisis de datos para el soporte y la ayuda a la decisión basada en extracción del conocimiento, complementado además con el empleo de técnicas que mejoren y faciliten la adherencia al sistema y el cambio de comportamiento hacia estilos de vida saludables.

Contacto: Jose M. Iniesta, jminiesta@gbt.tfo.upm.es / Mª Elena Hernando Pérez, elena@gbt.tfo.upm.es

 

Desarrollo de Herramientas aplicadas a la Salud Mental

Fecha publicación: Diciembre 2017

Nombre del tutor: Jose Tapia Galisteo / Mª Elena Hernando Pérez

Descripción: La gestión y el seguimiento de la salud mental incluyen la monitorización de parámetros tanto subjetivos como objetivos, debido a que este tipo de trastornos pueden tener orígenes muy variados e interrelacionados. Debido a esta complejidad, las tareas de definición de las funcionalidades y las interfaces de usuario se realizan en colaboración con equipos clínicos. Los trabajos ofertados bajo esta línea, incluyen procedimientos de acceso y extracción de datos estructurados y no estructurados, así como la utilización de técnicas de análisis de datos y procesamiento de lenguaje natural. El objetivo del trabajo puede requerir el desarrollo de aplicaciones Web o móviles (Android o iOS) para el registro y visualización de datos de interés (estado de ánimo o humor, la irritabilidad, consumo de sustancias como el alcohol, adherencia al tratamiento, actividad social, patrones de la vida diaria, etc).

Contacto: Jose Tapia Galisteo, jtapia@gbt.tfo.upm.es/ Mª Elena Hernando Pérez, elena@gbt.tfo.upm.es