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Propuestas de proyecto de fin de carrera

Aquí encontrarán los proyectos de Ingeniería Eléctrica disponibles para trabajos de Proyecto de Fin de Carrera.

Grupos separados: Todos los participantes

Nombre:	Desarrollo de Antenas de Alto Desempeño
Descripción:	Las antenas tienen un rol muy importante en la eficiencia de cualquier sistema de comunicación inalámbrico. El avance en el desarrollo de antenas de alto desempeño ha sido particularmente importante en los últimos años. Lo que hace que este tema se convierta en una línea de investigación de gran importancia y actualidad. El objetivo/desafío de este proyecto es desarrollar antenas de alto desempeño que permitan una mejora significativa en el desempeño de los dispositivos de comunicación inalámbricos. En el marco de este proyecto se investigará sobre el desarrollo de antenas de alto desempeño, se las simulará, optimizará, fabricará y caracterizará con el objetivo de contribuir con nuevas antenas más eficientes a la evolución de los sistemas de comunicación.
Responsables:	Benigno Rodriguez
Contacto:	benigno@fing.edu.uy
Adjunto:

Nombre:	Construcción y control de un motor de Stirling
Descripción:	En el campo de la eficiencia energética, el uso de energía residual es una de las formas clave de mejorar el rendimiento de las instalaciones, ya sea industrial o doméstico. En general, la energía residual surge como calor, de algún proceso térmico, que es necesario ser eliminado. Por tanto, el uso de la energía residual suele estar condicionado por la dificultad de convertir el calor en otras formas de energía. Los Motores Stirling, siendo máquinas de combustión externa, tienen el potencial de aprovechar cualquier fuente de energía térmica para convertirla en energía mecánica. Esto los convierte en candidatos para ser utilizados en la recuperación de calor de sistemas térmicos. En este marco, la presente propuesta apunta a desarrollar un mecanismo de control de un motor de Stirling que pueda ser usado tanto para enseñanza como para investigación. Se espera que el prototipo construido pueda conectarse a una computadora a través del puerto USB (u otros mecanismos que puedan entenderse interesantes) y que pueda integrarse con algoritmos de simulación. Se propone: Construir un prototipo de motor de Stirling. Deberán contemplarse los sensores que se entiendan necesarios para tener el motor instrumentado de forma adecuada a los puntos que siguen. Implementar alguna estrategia simple de control de posición y velocidad angular del cigüeñal del motor. Implementar alguna estrategia simple de control de temperatura y presión de los volúmenes de gas de trabajo caliente y frío del motor. Estudiar la importancia de los volúmenes iniciales de gas de trabajo frío y caliente en el funcionamiento del motor. Se sugiere que el grupo integre habilidades en sistemas embebidos, electrónica y control. Referencias: A. Bellati, F. Cancela, N. Pérez, “Construcción y Control del Pendulo de Furuta,” Memoria de proyecto presentada a la Facultad de Ingeniera de la Universidad de la República. G. Walker and J. R. Senft, “Free Piston Stirling Engines” (Springer-Verlag, Berlin, 1980). A. Romanelli, “Alternative thermodynamic cycle for the Stirling machine,” Am. J. Phys. 85, 926–931 (2017). A. Romanelli, “The Fluidyne engine,” Am. J. Phys. 87, 33–37 (2019). A. Romanelli, “Stirling engine operating at low temperature difference,” Am. J. Phys. 88, 319 (2020).
Responsables:	Pablo Monzon, Nicolás Perez y Alejandro Romanelli
Contacto:	monzon@fing.edu.uy
Adjunto:

Nombre:	Pronóstico solar probabilístico a partir de imágenes satelitales
Descripción:	La energía solar está en fuerte crecimiento a nivel mundial. Sin embargo, ésta presenta una fuerte variabilidad causada por la dinámica de la nubosidad. Anticiparse a esta variabilidad permite una planificación más eficiente del despacho de la energía solar fotovoltaica. En Uruguay, el Laboratorio de Energía Solar (LES) brinda pronósticos operativos de irradiancia solar intra-día en el país en base a imágenes satelitales. Dicha predicción surge de métodos clásicos del procesamiento de imágenes (Optical Flow) y recientemente se han explorado métodos basados en deep-learning que presentan mejores desempeños. No obstante, las predicciones provistas hasta la fecha son de carácter determinístico, sin incorporar la dimensión probabilística. El objetivo de este proyecto es generar un modelo probabilístico de predicción de la nubosidad por satélite en base a modelos de deep-learning, es decir, que en lugar de dar como pronóstico un valor puntual para cada sitio, el algoritmo brinde como pronóstico una distribución de probabilidad. El modelo final deberá ser portable para facilitar su integración al sistema operativo de pronóstico y deberá superar en desempeño a las metodologías simples que se han explorado a la fecha en el LES.
Responsables:	Alberto Castro, Rodrigo Alonso-Suárez, Franco Marchesoni
Contacto:	acastro@fing.edu.uy, rodrigoa@fing.edu.uy, marchesoni@fing.edu.uy
Adjunto:

Nombre:	Actualización del Laboratorio de Electrónica de Potencia
Descripción:	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.
Responsables:	Gonzalo Casaravilla
Contacto:	gcp@fing.edu.uy
Adjunto:

Nombre:	Inversor Trifásico didáctico para el laboratorio de Electrónica de Potencia
Descripción:	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).
Responsables:	Gonzalo Casaravilla
Contacto:	gcp@fing.edu.uy
Adjunto:

Nombre:	Diseño de un circuito integrado digital - DICIDI
Descripción:	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
Responsables:	Francisco Veirano (IIE-FING-UdelaR) y Florencia Ferrer (Allegro Microsystems)
Contacto:	fveirano@fing.edu.uy
Adjunto:	propuesta_pfc_final.pdf

Nombre:	ABDOPRE 2.0 - Reducción de la hiper presión intraabdominal
Descripción:	Poder reducir la Presión Intra Abdominal (PIA) elevada es una aspiración clínica de larga data, sin respuesta aun en el mercado. En base a prototipos y pruebs preliminares, ABDOPRE se perfila como el único método que permite reducir la PIA por medios no quirúrgicos utilizando un campana de acrílico. ABDOPRE 2.0 es un dispositivo en forma de campana que se ajusta sobre el abdomen del paciente, en el cual se mantiene una presión negativa que alivia la PIA al aumentar el volumen abdominal. ABDOPRE 2.0 comprende el proyecto y realización del dispositivo inteligente, su conexión a una bomba de vacío con barómetros y el intercambio de datos y comandos con la consola instalada en un PC. ABDOPRE 2.0 pone en práctica los protocolos de tratamiento por reducción ondulante de presión a lo largo de horas y días. ABDOPRE 2.0 mantiene un registro de los parámetros para producir informes en formato “Clinical Document Architecture” (CDA). Objetivo es tener un instrumento, completamente operativo y listo pra la transferencia tecnológica, a una emprsesa que comercialice equipos. Contacto nib@fmed.edu.uy
Responsables:	Franco Simini, Francisco Pracca
Contacto:	simini@fing.edu.uy
Adjunto:

Nombre:	Aprendizaje automático aplicado al dominio de las redes de telecomunicaciones por fibra óptica (redes ópticas).
Descripción:	Resumen del Proyecto: Algunas de las limitaciones de las redes de hoy en día radican en su pobre adaptabilidad y programabilidad. Previendo por otro lado los fuertes requerimientos que imponen e impondrán los nuevos y futuros servicios como 5G, tales como baja latencia y alta disponibilidad. Para solucionar problemas de fallas, rendimiento o seguridad en las redes actuales, la mayoría de las configuraciones las realizan manualmente operadores experimentados que examinan las salidas de los sistemas de monitorización y deciden cómo reconfigurar adecuadamente la red, y no hay un circuito de retroalimentación automático entre la supervisión de red y la configuración de red. Una causa fundamental de la ineficiencia en la configuración y optimización de la red es la falta de "inteligencia cognitiva", es decir, la capacidad de inferir el estado de la red, analizar posibles implicaciones o tomar medidas proactivas. La red de hoy es incapaz de aprender de sus errores y es propensa a cometer el mismo error otra vez. Solo después de las intervenciones y actualizaciones humanas, las funciones de red pueden actualizarse. Necesitamos buscar redes con los siguientes atributos: • Auto-configuración • Auto-recuperación • Auto-optimización Objetivos: Proponemos abordar la pregunta de cómo las técnicas de modelado, análisis basadas en datos y aprendizaje automático se pueden usar para determinar las configuraciones y parámetros de la red óptica apropiados para dar soporte a los servicios actuales y futuros. En particular, los objetivos del presente proyecto son: a. Diseño e implementación de un mecanismo de monitorización de red basado en Apache Kafka. b. Desarrollo de modelos y herramientas de análisis de datos exploratorio para estudiar el comportamiento de la red. c. Predicción de la disponibilidad de los servicios desplegados en la red.
Responsables:	Alberto Castro y Claudina Rattaro
Contacto:	acastro@fing.edu.uy, crattaro@fing.edu.uy
Adjunto:

Nombre:	Asignación de recursos óptico-móviles en una red de telecomunicaciones utilizando técnicas de aprendizaje automático.
Descripción:	Resumen del Proyecto: Las comunicaciones juegan un rol muy importante en las interacciones humanas, en la economía, en la educación, en el acceso y democratización de distintos servicios e información; y con la llegada del COVID-19 esta influencia se volvió aún mayor. Con una amplia infraestructura física desplegada, las redes ópticas han desempeñado un papel fundamental en las comunicaciones de banda ancha de extremo a extremo y son consideradas la base para las futuras comunicaciones en la sociedad moderna. Se espera que las redes ópticas de futura generación brinden servicios de banda ancha con capacidad masiva, latencias más bajas y confiabilidad mejorada soportando varias aplicaciones de ultra alto ancho de banda: cloud/edge networking, servicios de video 8K y las incipientes comunicaciones 3D (hologramas) que vienen de la mano de la digitalización/replicación del mundo que nos rodea (gemelos digitales). Las redes ópticas vienen teniendo un rol cada vez más importante en las comunicaciones móviles y serán clave para las redes 5G/6G dados sus requerimientos de ancho de banda, cobertura, sincronización y bajas latencias. El éxito de las futuras comunicaciones móviles no dependerá únicamente de las nuevas tecnologías de acceso por radio sino que dependerá fuertemente de las redes ópticas y de la capacidad de cómputo de los extremos. Actualmente se están desarrollando varias tecnologías para la convergencia de redes ópticas-móviles para aumentar el rendimiento, mejorar la eficiencia energética y simplificar el diseño, la implementación y la operación de la red. El proyecto de fin de carrera está inmerso dentro de un grupo de investigación donde diseñaremos nuevas arquitecturas de redes ópticas-móviles y propondremos nuevos algoritmos de aprendizaje automático para la asignación dinámica de recursos. Combinar las ventajas de las tecnologías ópticas e inalámbricas en una plataforma unificada ayudará a los proveedores de servicio a reducir la complejidad de la red, disminuir los costos operativos y mejorar la calidad del servicio. Objetivos: El objetivo general es desarrollar algoritmos de aprendizaje automático para la asignación de slices multi-dominio tecnológico. En particular, la asignación de recursos entre-slices tomando en cuenta los recursos de radio, puntos de split y recursos de la red óptica, y considerando heterogeneidad en el tráfico de datos, la capa física y los recursos disponibles. El pfc podrá abordar alguno/s de los siguientes objetivos específicos: a. Asignación de los bloques de recursos físicos de radio y elección de la mejor configuración (p.e., elección de numerología y schedulers intra-slice e inter-slice). b. Elección del punto de split. c. Enrutamiento, formato de modulación y asignación de espectro en las redes ópticas.
Responsables:	Alberto Castro y Claudina Rattaro
Contacto:	acastro@fing.edu.uy, crattaro@fing.edu.uy
Adjunto:

Nombre:	Diseño y desarrollo de una arquitectura de monitorización para una red de telecomunicaciones óptico-móvil.
Descripción:	Resumen del Proyecto: Las comunicaciones juegan un rol muy importante en las interacciones humanas, en la economía, en la educación, en el acceso y democratización de distintos servicios e información; y con la llegada del COVID-19 esta influencia se volvió aún mayor. Con una amplia infraestructura física desplegada, las redes ópticas han desempeñado un papel fundamental en las comunicaciones de banda ancha de extremo a extremo y son consideradas la base para las futuras comunicaciones en la sociedad moderna. Se espera que las redes ópticas de futura generación brinden servicios de banda ancha con capacidad masiva, latencias más bajas y confiabilidad mejorada soportando varias aplicaciones de ultra alto ancho de banda: cloud/edge networking, servicios de video 8K y las incipientes comunicaciones 3D (hologramas) que vienen de la mano de la digitalización/replicación del mundo que nos rodea (gemelos digitales). Las redes ópticas vienen teniendo un rol cada vez más importante en las comunicaciones móviles y serán clave para las redes 5G/6G dados sus requerimientos de ancho de banda, cobertura, sincronización y bajas latencias. El éxito de las futuras comunicaciones móviles no dependerá únicamente de las nuevas tecnologías de acceso por radio sino que dependerá fuertemente de las redes ópticas y de la capacidad de cómputo de los extremos. Actualmente se están desarrollando varias tecnologías para la convergencia de redes ópticas-móviles para aumentar el rendimiento, mejorar la eficiencia energética y simplificar el diseño, la implementación y la operación de la red. El proyecto de fin de carrera está inmerso dentro de un grupo de investigación donde diseñaremos nuevas arquitecturas de redes ópticas-móviles y propondremos nuevos algoritmos de aprendizaje automático para la asignación dinámica de recursos. Combinar las ventajas de las tecnologías ópticas e inalámbricas en una plataforma unificada ayudará a los proveedores de servicio a reducir la complejidad de la red, disminuir los costos operativos y mejorar la calidad del servicio. Objetivos: El objetivo general es diseñar e implementar una arquitectura de monitorización de las condiciones de la red y de la dinámica del tráfico. En particular, interesa estudiar dónde se deben recolectar los datos y en qué medida. Las redes inteligentes brindan la oportunidad de recopilar datos de cualquier capa, pero hacer buenos diseños de arquitectura requerirá comprender qué tipo de datos es necesario recopilar. Se busca un cambio del enfoque tradicional de medición al paradigma de medición programable y sensible a la aplicación, donde los módulos de medición se pueden configurar sobre la marcha para apuntar a una sub-población de tráfico específica de interés que refleje directamente los requisitos de la aplicación de monitorización.
Responsables:	Alberto Castro y Claudina Rattaro
Contacto:	acastro@fing.edu.uy, crattaro@fing.edu.uy
Adjunto: