Examinando por Autor "Machado, Felipe"

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A Reconfigurable, Wearable, Wireless ECG System
(Proceedings of the 29th Annual International Conference of the IEEE EMBS, 2007-08-23) Borromeo, Susana; Rodríguez-Sánchez, María Cristina; Machado, Felipe; Hernandez-Tamames, J.A; Prieta, R de la
Abstract:New emerging concepts as wireless hospital, mobile healthcare or wearable telemonitoring require the development of bio-signal acquisition devices to be easily integrated into the clinical routine. In this work, we present a new system for Electrocardiogram (ECG) acquisition and its processing, with wireless transmission on demand (either the complete ECG or only one alarm message, just in case a pathological heart rate detected). Size and power consumption are optimized in order to provide mobility and comfort to the patient. We have designed a modular hardware system and an autonomous platform based on a Field-Programmable Gate Array (FPGA) for developing and debugging. The modular approach allows to redesign the system in an easy way. Its adaptation to a new biomedical signal would only need small changes on it. The hardware system is composed of three layers that can be plugged/unplugged: communication layer, processing layer and sensor layer. In addition, we also present a general purpose end-user application developed for mobile phones or Personal Digital Assistant devices (PDAs).
Designing Low-Cost Open-Hardware Electromechanical Scientific Equipment: A Geological Analogue Modeling Sandbox
(IEEE, 2023-03-28) Machado, Felipe; Nieto, Rubén; FERNÁNDEZ-GARCÍA, Cristina; Rincón, Marta; GONZÁLEZ-MUÑOZ, Sandra; MARTÍN-GONZÁLEZ, Fidel; Borromeo, Susana
Scientific experimentation often requires building custom apparatus. However, published results usually focus on the experiment, disregarding technical details of the scientific equipment. Lacking enough information about these custom devices prevents their accurate replication, hindering the experiment reproducibility, which is a fundamental requirement for Open Science. In the field of Geology, custom electromechanical devices with low-speed moving elements are required to analyze scaled-down models of the tectonic deformation processes. In these experiments, the earth crust is modeled with materials whose properties and setup are scrupulously specified to comply with the scale model theory and to have standard and reproducible procedures. Notwithstanding this rigorous characterization, we believe that the moving apparatus has received little attention, implicitly assuming an ideal behavior despite the difficulties of moving uniformly at such slow speeds, which could produce disparities with the natural model. In this paper we address this issue by presenting a device for scientific analogue modeling of contractional and extensional tectonics. We analyze the challenges and implications of moving at such low speeds, demonstrate its satisfactory performance and provide suggestions for improvement. In addition, the proposed apparatus is not only affordable and relatively easy to build, but also is an open-hardware project that can be replicated, improved or customized, even in other research fields. We hope that this contribution will be beneficial for the scientific and educational community, facilitating the reliability of experiments, the exchange of ideas, and thereby the promotion of Open Science.
Diseño de circuitos digitales con VHDL
(2010-07-13T14:51:17Z) Machado, Felipe; Borromeo, Susana
Este manual es una guía práctica para aprender a diseñar circuitos digitales mediante el uso de VHDL y dispositivos lógicos programables (CPLD o FPGA). Este manual se ha desarrollado en el Departamento de Tecnología Electrónica de la Universidad Rey Juan Carlos para las prácticas de la asignatura Electrónica Digital II de la titulación de Ingeniería de Telecomunicación. Previamente, los alumnos de esta carrera han cursado la asignatura Electrónica Digital I (ED1). En ED1 los alumnos adquirieron los conceptos básicos de la electrónica digital y realizaron diseños tanto con componentes discretos como con dispositivos lógicos programables. En las prácticas de ED1 se enseña a diseñar circuitos electrónicos digitales con esquemáticos y FPGA. Por tanto para seguir este manual con una mayor comprensión se recomienda tener conceptos básicos de los sistemas de numeración y electrónica digital: diseño con puertas lógicas, bloques combinacionales, elementos de memoria, registros y contadores. Realizar las prácticas de ED1 es una buena base para seguir este manual. Además de las prácticas de clase, en este manual se han incluido dos secciones adicionales. Por un lado, se ha añadido una sección de circuitos digitales y analógicos en la que se incluyen dos capítulos con algunas indicaciones sobre cómo realizar la parte analógica de los circuitos. Por otro lado, se ha incluido una sección con la resolución de problemas teóricos.
Diseño de sistemas digitales con VHDL
(2011-10-28) Machado, Felipe; Borromeo, Susana; María Cristina Rodríguez-Sánchez
El objetivo de este manual es enseñar a diseñar circuitos y sistemas digitales de cierta complejidad usando VHDL y dispositivos lógicos programables (CPLD o FPGA). El enfoque es aprender a diseñar de manera práctica y que la necesidad de realizar un circuito nos haga tener curiosidad por los distintos métodos y técnicas para una eficiente implementación del circuito. Para realizar las prácticas propuestas en este manual se utilizarán dos tarjetas basadas en FPGA de Xilinx: la XUP Virtex II pro y la Nexys2. Xilinx proporciona una herramienta de diseño gratuita: el ISE Webpack que será la que se use en este manual (versión 9.2). Para la simulación, se utilizará el propio simulador del ISE o el Modelsim. Sin embargo, aunque con un esfuerzo mayor, podrás seguir este manual usando herramientas y tarjetas diferentes si te abstraes de las particularidades de éstas.
Experiencia docente de aprendizaje basado en proyectos en el diseño de circuitos electrónicos digitales con VHDL
(Seminario Anual de Automática, Electrónica Industrial e Instrumentación, 2009-07) Machado, Felipe; Borromeo, Susana
En este trabajo se expone la experiencia docente en la enseñanza del diseño de circuitos y sistemas electrónicos digitales con FPGA mediante VHDL. La asignatura sigue una metodología de aprendizaje basado en proyectos en la que los alumnos aprenden a diseñar circuitos y sistemas digitales de manera práctica. A lo largo del curso los alumnos realizan circuitos digitales de complejidad incremental. En consecuencia, al final del curso son capaces de realizar un proyecto de relativa complejidad, como lo son sistemas de procesamiento de imágenes o videojuegos. Como resultado, los alumnos aprenden de manera activa el diseño de circuitos digitales.
Objetive Assessment of olfactory function using Functional Magnetic Resonance (fMRI). A device for generating automated olfactory stimuli
(MeMeA 2009. IEEE International Workshop on Medical Measurements and Applications. IEEE Catalog Number: CFP09MEA-CDR, 2009-05-29) Borromeo, Susana; Hernandez-Tamames, J.A; Luna, G; Machado, Felipe; Malpica, N
In this work, a device for generating automated olfactory stimuli in functional magnetic resonance imaging (fMRI) studies is described. The novel issues of our design are: synchronization between the acquisition and the olfactory task, automated control of experimental parameters (odorants sequences, frequency, time and concentration of stimuli). Finally, we present the preliminary results obtained on a General Electric 3 Tesla MRI scanner belong to The Alzheimer Project of the Fundación Reina Sofía.
Parametric CAD modeling for open source scientific hardware: Comparing OpenSCAD and FreeCAD Python scripts
(Public Library of Science, 2019-12-05) Machado, Felipe; Malpica, Norberto; Borromeo, Susana
Open source hardware for scientific equipment needs to provide source files and enough documentation to allow the study, replication and modification of the design. In addition, parametric modeling is encouraged in order to facilitate customization for other experiments. Parametric design using a solid modeling programming language allows customization and provides a source file for the design. OpenSCAD is the most widely used scripting tool for parametric modeling of open source labware. However, OpenSCAD lacks the ability to export to standard parametric formats; thus, the parametric dimensional information of the model is lost. This is an important deficiency because it is key to share the design in the most accessible formats with no information loss. In this work we analyze OpenSCAD and compare it with FreeCAD Python scripts. We have created a parametric open source hardware design to compare these tools. Our findings show that although Python for FreeCAD is more arduous to learn, its advantages counterbalance the initial difficulties. The main benefits are being able to export to standard parametric models; using Python language with its libraries; and the ability to use and integrate the models in its graphical interface. Thus, making it more appropriate to design open source hardware for scientific equipment.
Problemas resueltos de Electrónica Digital
(2011-10-31) Machado, Felipe
En este manual se han recopilado algunos de los problemas propuestos en clase y en exámenes de la asignatura Electrónica Digital I de la titulación de Ingeniería de Telecomunicación de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC). Los problemas tratan los sistemas de numeración y su aritmética, el álgebra de Boole, el diseño de circuitos con puertas lógicas y bloques combinacionales, el diseño de contadores y el análisis de circuitos sencillos. Como los problemas de los sistemas de numeración y álgebra de Boole son más cortos, muchos de estos ejercicios se han agrupado en un mismo capítulo, mientras que los ejercicios más largos, que suelen combinar más de un tema, se han puesto de manera individual en un sólo capítulo.
Project based learning experience in VHDL digital electronic circuit design
(IEEE, 2009-07-25) Machado, Felipe; Borromeo, Susana; Malpica, Norberto
In this paper we present our experience in teaching digital electronic circuit and system design with FPGAs using VHDL. The course follows a project based learning methodology, in which the students learn how to design digital circuits and systems in a practical way. During the course, students design electronic circuits of incremental complexity. At the end of the course they are capable of implementing relatively complex projects, such as image processing systems and videogames.
A project-oriented integral curriculum on Electronics for Telecommunication Engineers
(IEEE, 2010-04-14) Machado, Felipe; Malpica, Norberto; Vaquero, Joaquín; Arredondo, Belén; Borromeo, Susana
This paper describes the Electronics curriculum in the Telecommunication Engineer degree at Rey Juan Carlos University (URJC) in Spain. Telecommunication Engineering started in the 2003-2004 academic year. In these years, all the electronic courses have been set up with a main practical orientation and with Project Based Learning (PBL) activities, both compulsory and voluntary. Once these courses have been successfully implemented we have reoriented some of the practical activities to be more interlaced. In this sense, projects involving students of different courses have been developed, as well as projects involving students from different years. All these activities fit in the principles promulgated by the Declaration of Bologna, which results in the actual updating of the university degree structure in Spain.
Vision-based robotics using open FPGAs
(Elsevier, 2023) Machado, Felipe; Nieto, Rubén; Fernández-Conde, Jesús; Lobato, David; Cañas, José M.
Robotics increasingly provides practical applications for society, such as manufacturing, autonomous driving, robot vacuum cleaners, robots in logistics, drones for inspection, etc. Typical requirements in this field are fast response time, low power consumption, parallelism, and flexibility. According to these features, FPGAs are a suitable computing substrate for robots. A few vendors have dominated the FPGA market with their proprietary tools and hardware devices, resulting in fragmented ecosystems with few standards and little interoperation. New and complete open toolchains for FPGAs are emerging from the open-source community. This article presents an open-source library of Verilog modules useful for vision-based robots, including reusable image processing blocks for perception and reactive control blocks. This library has been developed using open tools, but its Verilog modules are fully compatible with any proprietary toolchain. In addition, three applications with a real robot and open FPGAs have been developed for experimental validation using this library. In the last application, the mobile robot successfully follows a colored object using two low-cost cameras (to increase the robot’s field of view) and includes a third camera on top of a servo-driven turret for tracking a second independent object while following the first one in parallel. Resource consumption of all applications has been measured and compared with state-of-the-art proprietary toolchains, revealing that reconfigurable computing with open FPGAs using open tools is now an attractive alternative to designing and creating intelligent vision-based robotic applications using vendor-dependent proprietary tools and FPGAs.
XII Simposio CEA de Bioingeniería. Libro de Actas
(Servicio de Publicaciones de la Universidad Rey Juan Carlos, 2021) Ama Espinosa, Antonio José del; Rodríguez Sánchez, Maria Cristina; Torrado Carvajal, Ángel; Borromeo López, Susana; Machado, Felipe; Hernández Balaguera, Enrique; Fernández Barbosa, Pedro; Vaquero, Joaquín; Cuadrado Conde, Alexander; Nieto Capuchino, Rubén; Hernández Tamames, Juan Antonio; Molina Rueda, Francisco; Cano de la Cuerda, Roberto; Carratalá Tejada, María; Fernández González, Pilar; Sánchez Herrera-Baeza, Patricia; Cuesta Gómez, Alicia; Monge Pereira, Esther; Alguacil Diego, Isabel M; Miangolarra Page, Juan Carlos
Este libro de actas recoge los 27 trabajos presentados en la duodécima edición del Simposio CEA de Bioingeniería celebrado los días 3 y 4 de junio de 2021 en la Escuela de Ciencias Experimentales y Tecnologías (ESCET) de la Universidad Rey Juan Carlos. Esta duodécima edición debió celebrarse en junio de 2020, pero tuvo que cancelarse y posponerse debido a la pandemia por COVID19. En esta ocasión, y debido a que todavía existen severas restricciones de aforo y de congregación de personas, el comité organizador, junto con el coordinador del área temática de bioingeniería del CEA, decidieron realizar el simposio de manera híbrida, integrando asistencia presencial y a distancia. En ambos casos todas las actividades fueron accesibles e interactivas para todos los asistentes. El resultado fue exitoso, suponiendo para la mayoría de los asistentes la primera vez que, tras los sucesivos confinamientos y restricciones de movilidad, hemos vuelto a participar en eventos científicos de manera presencial. El simposio se organizó en torno a 6 sesiones de presentación de trabajos. Además, se contó con la impartición de dos conferencias plenarias invitadas y la celebración de una mesa redonda. La primera conferencia invitada fue impartida el día 3 de junio por el prof. Silvestro Miccera, con el título “Neuroprosthetics and wearable robotics to restore sensory-motor functions”. La segunda fue impartida por el Dr. Ángel Torrado con el título “Imagen médica e inteligencia artificial en la búsqueda de biomarcadores y diagnóstico clínico”. La mesa redonda tuvo por título “Ingeniería de Rehabilitación: transferencia de los resultados de investigación al mercado. Barreras y oportunidades”. La mesa redonda fue moderada por el Prof. Norberto Malpica, y contó con la participación de Alfons Carnicer, CEO y fundador de ABLE Human Motion, Rafael Raya López, CEO y fundador de Werium Solutions, Javier Mínguez, CEO y fundador de BitBrain Technologies, Haritz Zabaleta, CEO de Fesia Technology, y Javier Roa Romero, director de TechnAid. Otra de las novedades del simposio, que esperamos pueda mantenerse en el tiempo, fue la celebración de la primera edición del Premio TechnAid a la mejor contribución realizada y presentada por un estudiante, gracias al patrocinio de TechnAid. El jurado del premio estuvo integrado por el Dr. Eduardo Rocon, coordinador del Grupo de Bioingeniería del Comité Español de Automática, D. Javier Roa Romero, director de Technaid S.A. y el Dr. Antonio J. del Ama, presidente del comité organizador y científico del simposio. El ganador del premio resultó Diego Andrés Guffanti Martínez, por el trabajo “Plataforma robótica móvil para análisis de la marcha humana Robogait”. Desde estas líneas quiero dejar constancia de mi inefable agradecimiento a todos los integrantes del comité organizador, así como al personal de administración y servicios de la URJC que nos ha apoyado, por todo su esfuerzo y horas de dedicación que, de manera desinteresada y altruista, han permitido la organización de este XII Simposio CEA de Bioingeniería en unas condiciones particularmente difíciles debidas a la pandemia. Asimismo, quiero agradecer al Excmo. Magfco. Rector de la Universidad y al Director de la ESCET su apoyo y participación en la inauguración y clausura del simposio.