Propuestas de proyecto de fin de carrera

Objetivos

1.- Mejorar el control de corriente de la práctica 2, la información sobre el hardware que hay hoy y la interfase de control (desde la PC vía USB al PIC) .

2.- Actualizar el controlador de la práctica 3 (hoy está hecha con un PC obsoleto, posiblemente con un PIC y lanzando los casos desde una PC vía USB).

3.- Actualización de la plataforma SiMEEP (mejora de la interfaz gráfica y pasaje a 64 bits).

4.- Aplicación de las mejoras en las simulaciones de las herramientas Conred e InSimeep que se utilizan el curso de Electrónica de Potencia. Eventualmente se podrán eliminar alguna simulaciones y agregar otras.

Requisitos: Cursos de Electrónica de Potencia (primer semestre) y Laboratorio de Electrónica de Potencia (segundo semestre) y Programación Orientada a Objeto.

Objetivo

Terminar de diseñar, armar y poner en funcionamiento un inversor trifásico para el laboratorio Didáctico de Electrónica de Potencia. El desarrollo está bastante avanzado pero falta armado, montaje y pruebas. La idea es usar un DSP que hay en el laboratorio, pero puede ser también un PIC. Se armaría una práctica para probar diferentes estrategias de control de corriente (bang-bang, vectorial, etc,) 

Requisitos: Cursos de Electrónica de Potencia (primer semestre) y Laboratorio de Electrónica de Potencia (segundo semestre).

El diseño de circuitos integrados digitales es una rama de la microelectrónica que consiste justamente en integrar en una pequeña área de silicio millones de transistores formando compuertas digitales con la función lógica que se desee.  Para ello se utilizan herramientas de diseño CAD (Computer Assisted Design) que permiten realizar circuitos de alta complejidad de manera eficiente. Las posibilidades de diseño son infinitas, desde un microprocesador hasta un circuito dedicado para el procesamiento de imágenes. El flujo de diseño consiste de varios pasos que van desde la especificación del circuito en un lenguaje de descripción de hardware hasta la obtención de un plano físico dónde se detalla la ubicación y el conexionado de cada transistor.

Este proyecto busca recorrer todo el flujo de diseño de un circuito integrado digital. Además de todas las etapas de diseño, desde su especificación hasta el plano físico, se buscará analizar y eventualmente fabricar los circuitos de testing que permitan verificar y validar el circuito diseñado.

El circuito a diseñar se definirá durante las primeras etapas del proyecto pero constará de un bloque de procesamiento, que tendrá como entrada muestras de la señal a procesar y como salida la señal procesada o en su defecto información relevante sobre la señal de entrada. Adicionalmente el circuito podrá contar con una memoria no volátil y una interfaz que permita configurar ciertos parámetros del algoritmo así como ingresarle y extraerle datos.  

Debido a los tiempos acotados disponibles para el proyecto, se tendrán dos alternativas para la verificación del proyecto. La primera es la fabricación del circuito y su testeo con una placa de test dedicada para el mismo. La segunda alternativa, si no se logra fabricar el circuito dentro de los plazos del proyecto, consiste en implementar una versión del circuito sintetizable en un FPGA e implementar la misma placa de test y validarla mediante el FPGA emulando el IC diseñado. 

En el Instituto de Ingeniería Eléctrica contamos con herramientas para el diseño de circuitos integrados de primer nivel (Cadence) y esta es una excelente oportunidad para adentrarse en el mundo de la microelectrónica digital. En la industria mundial existen muchas empresas que requieren de Ingenieros Electrónicos con conocimiento en el diseño de circuitos digitales. En particular en Uruguay se encuentra instalada Allegro Microsystems, una empresa internacional que se especializa en el diseño de circuitos integrados para la industria automotriz. Dicha empresa tendrá un vínculo activo con el proyecto brindando soporte en el desarrollo del mismo aportando una visión integral de las metodologías de trabajo a nivel industrial. 

Requerimientos mínimos: Diseño Lógico, Electrónica Fundamental. 

Requerimientos recomendados: Diseño Lógico 2 o Diseño de Circuitos Integrados

Context. Edge Computing (EC) represents one of the major architectures’ transformations

that will enable future 5G/6G networks to support a broad set of new services’ paradigms. In

Multi-access EC (MEC), computational resources (RAM, CPU, GPU) are deployed in nodes

placed at the edge of the network, close to the devices, i.e., close to base stations, central

offices, access points, or at the border of routes in the form of Road Side Units (RSUs). This

enables services with tight latency constraints, e.g., augmented reality or autonomous driving,

which cannot be currently offered under the legacy paradigm of Cloud Computing. The

distribution of applications with optimal location of application’ components and data may lead

to significant reductions in energy consumption.

Problem. Edge nodes are usually assumed to be mono-application. An application provider,

e.g., a car manufacturer, would deploy its own road side units running autonomous driving

functions. Another application provider, e.g., augmented reality, would separately deploy its

own edge nodes close to the potential users, etc. Such a deployment could lead to a

proliferation of multiple computing nodes, each turned on ready to satisfy user’s request, with

consequent explosion of energy consumption.

Key idea. In our previous work [1] we have proposed “multi-tenant edge computing”, where

multiple application providers form a coalition to co-invest in the deployment of edge

infrastructure and we have studied via coalitional game theory how to share the cost of and

the benefits from such deployment. We believe multi-tenant edge computing is an opportunity

for reducing the impact of EC: by forming coalitions, application providers can concentrate

traffic in fewer resources. The first gain is that fewer nodes up and running translate to lesser

energy consumption. Second, the geographical diversity of edge nodes allows to make optimal

choices of the energy source. Indeed, in a coalition formed by multiple edge infrastructure

owners and multiple application providers, the former can deploy nodes in different

geographical regions and the latter can redirect computation with relatively large delay

tolerance to the nodes with greener energy sources, i.e., nodes whose energy mix is rich in

renewable sources, e.g., solar or wind.

Activities. We will develop a model based on coalitional game theory, adapting results that

we obtained in the smart grids domain for the sharing of local renewable energy production

and of storage (see [2] to [10]), a problem that has several similarities with ours and for which

we proposed advanced solutions that received top level international awards.

In our model, players are multiple edge infrastructure owners and application providers. Such

players are interested in co-investing in the deployment of a geographically distributed set of

nodes, thus sharing the capital and operational cost and the benefits. We will consider users

generating a mix of latency-sensitive and best-effort traffic, which will optimally be routed to

the appropriate edge nodes, considering the trade-off between latency and energy efficiency.

We will study under which conditions selfish behavior of such players leads to energy

efficiency. In this sense, we will study the impact of the price of energy, which in our model is

an exogenous parameter.

Activity organization. The problem will be studied by an intern for 6 to 12 months, co-

supervised at Télécom Paris and Télécom SudParis by the proponents of this project.

El proyecto tiene como objetivo general: El desarrollo de un sistema integrado de gestión y calibración de instrumentos eléctricos con adquisición automática de datos de entrada.

Como objetivos específicos:

. Implementación de una interfase de adquisición remota de instrumentos estándar USB que implemente la programación utilizando SCPI
. Diseño e implantación de un sistema de adquisición de imágenes que permita la lectura automática de instrumentos sin interfase de datos.
. Validación de los cálculos de incertidumbre asociados a las medidas realizadas.
. Implementación de un sistema de trazabilidad de instrumentos calibrados.
. Implementación de un sistema de generación de reportes que cumpla los estándares actuales de la industria.
. Documentación del proyecto.

Dependiendo del interés y motivación de los estudiantes del Proyecto puede agregarse un módulo de desarrollo de hardware.  
Eso depende del grupo específico de estudiantes que participen del mismo, por ello, si hay interés en profundizar en el desarrollo de hardware se propone la implementación de una fuente de tensión DC que tenga comunicación automática.

La colorización de video es el proceso de convertir una secuencia de fotogramas de video en escala de grises en fotogramas de video en color. Recientemente se ha convertido en un tema de interés en la comunidad de edición de video como medio para restaurar o añadir color a películas antiguas. A diferencia de la colorización de imágenes, la colorización de video presenta el reto adicional tanto de preservar resultados de alta calidad para fotogramas individuales como de garantizar la coherencia temporal entre fotogramas consecutivos. Es de gran interés para la comunidad de edición de video tener una visión general de los diferentes tipos de algoritmos de colorización de video disponibles y poder probarlos y compararlos. El objetivo de esta tesis será crear un análisis completo de los algoritmos de colorización de video acompañado de una demo que permita comparar varios métodos de estado del arte. Este proyecto se llevará a cabo en colaboración con el Archivo General de la Universidad, que cuenta con varias películas que necesitan ser coloreadas, entre ellas un documental sobre la vida y obra de Joaquín Torres García.

Las principales etapas del proyecto son:

1. Estudiar la literatura y el estado del arte de métodos de colorización de video.
2. Identificar y categorizar los métodos.
3. Identificar y crear un conjunto de datos de videos en blanco y negro de complejidad variable para evaluar los diferentes métodos.
4. Identificar los inconvenientes de cada método y los problemas globales aún pendientes.
5. Seleccionar un conjunto de métodos del estado del arte e implementarlos.
6. Construir una demo en la que se puedan seleccionar los diferentes métodos y aplicarlos a datos arbitrarios.
7. Publicar un artículo de revisión bibliográfica sobre colorización de videos.

Las películas antiguas suelen ser de baja resolución y presentar artefactos como ruido, rasguños y otros tipos de daños causados por el envejecimiento de la película y las malas condiciones de almacenamiento. Hoy en día, la restauración digital corre a cargo de artistas altamente calificados que retocan cada fotograma por separado, lo que lleva muchísimo tiempo. Por eso es de gran interés desarrollar algoritmos que puedan hacer este trabajo automáticamente, o al menos dar a los artistas un mejor punto de partida para facilitar su labor. En los últimos años se han desarrollado varios métodos para intentar devolver la vida a estas películas antiguas. El objetivo de este proyecto es explorar la bibliografía sobre restauración de películas antiguas y, a continuación, estudiar, aplicar y probar distintos métodos para restaurar dichas películas. Este proyecto se llevará a cabo en colaboración con el Archivo General de la Universidad, que cuenta con varias películas que necesitan restauración, especialmente en lo que se refiere al color y a la textura. En el marco de este proyecto, se restaurarán varias de estas películas, incluida “Paguro o Cangrejo Blindado”, de 1953. Una de las primeras películas uruguayas filmadas en película cromogénica: https://youtu.be/bhUstXiPcLc .

Las principales etapas del proyecto son:

1. Estudiar la bibliografía y el estado del arte en restauración de video de películas antiguas.
2. Identificar y categorizar los métodos.
3. Describir los distintos tipos de artefactos que aparecen durante la restauración y evaluar en qué medida se resuelven.
4. Elegir entre los métodos del estado del arte un grupo de ellos para analizarlos, aplicarlos y evaluarlos.
5. Aplicar los algoritmos elegidos sobre los datos proporcionados por el Archivo General de la Universidad.
6. Identificar problemas al aplicar los métodos seleccionados sobre los datos proporcionados.
7. Proponer y aplicar posibles soluciones.

¿Te gustan los video juegos? ¿Y la investigación?

¡Si querés combinar investigación y videojuegos, este proyecto te puede interesar!
Los juegos en la nube, o Cloud Gaming, permiten a cualquier usuario, con cualquier dispositivo,
jugar a través de una conexión a Internet. Esta técnica permite acceder a juegos complejos desde el
punto de vista computacional, desde dispositivos con baja capacidad de procesamiento (El
procesamiento más complejo se realiza en servidores ubicados en “la nube”, mientras que en el
dispositivo del jugador únicamente se presenta el video).
La calidad de la experiencia del jugador depende de varios factores incluyendo el tipo de juego y el
comportamiento de la red de datos (por ejemplo, bajo ancho de banda o pérdidas de paquetes
debido a problemas en la WiFi donde se encueta el jugador). Los sistemas de Cloud Gaming pueden
cambiar en línea algunos de sus parámetros para mejorar la jugabilidad (por ejemplo, bitrate,
framerate, resolución). Sin embargo, para cambiar apropiadamente estos parámetros, es necesario
poder estimar, en tiempo real, la calidad de experiencia percibida por cada jugador en cada
momento y decidir cual(es) son los parámetros óptimos en cada momento.
El objetivo de este proyecto de fin de carrera es la investigación, desarrollo e implementación de un
sistema automático de estimación de calidad en Cloud Gaming en tiempo real, que permita
identificar los parámetros óptimos a usar en cada momento. Para ello, se estudiarán los estándares
existentes al respecto y se evaluará su aplicación a una plataforma real de Cloud Gaming. Se
realizarán pruebas subjetivas de jugabilidad en diversas configuraciones, para validar, mejorar, o
desarrollar modelos de estimación de calidad. Asimismo, se desarrollará un algoritmo que
seleccione los mejores parámetros del juego en cada momento, optimizando el resultado de
estimación de calidad.
El proyecto involucra el trabajo con una empresa nacional innovadora de Cloud Gaming. Previo al
comienzo del proyecto, personal de la empresa capacitará a los estudiantes sobre los detalles de los
sistemas de transmisión de video interactivo en tiempo real.

Antecedente: PFC “ ABRAGame - Calidad de experiencia en videojuegos: ajuste automático debitrate para plataforma de streaming interactivo y en tiempo real de videojuegos” (A. Armendariz,
A. Amaral, S. Erramuspe)