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Propuesta de Módulo de Taller
de María Misa -  Thursday,  22 de December de 2011, 16:28
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Va una propuesta de módulo de taller destinada a aquellos que tengan interés
por las aplicaciónes del procesamiento de señales a la electrónica.

Propuesta de Módulo de Taller
Procesamiento Inteligente on-chip de Señales y Datos de Sensores Táctiles
Dec. 22, 2011
1 Introducción
El sentido del tacto es muy importante para la interacción humano-ambiente,
así como también para la exploración
y determinación de texturas, supercies y objetos. Hoy en día existe
interes creciente en desarrollar sistemas táctiles
electrónicos (sensores y electrónica on-chip) capaces de ser integrados en
robots humanoides [1] y otros dispositivos
para usos médicos [2] [3].
Existen varias tecnologías y sistemas que pueden ser utilizados para obtener
imágenes táctiles, pasando desde las
que se encuentran comercialmente disponibles [4], hasta novedosos
dispositivos integrados basados en elastómeros
y copolímeros P(VDF-TrFE) [5] [6].
Si bien el estado del arte avanzó considerablemente en las metodologías de
diseño y construcción de los sensores,
existen aún muchos problemas abiertos para la construcción de sistemas
on-chip para control, acondicionamiento y
procesamiento de señal, built-in self-calibration e interfaz con buses de
datos. Problemas similares emergen también
en otras aplicaciones, como por ejemplo en implementaciones para neural
signal recording [7] [8]
Algunos de estos problemas (en modo muy acotado, reducido y dirigido por los
docentes) serán afrontados por los
estudiantes en el módulo de taller.
Basicamente, en estos sistemas el número de elementos sensores y de canales
portadores de señales es muy elevado,
con tendencia a crecer formando sistemas multisensoriales cada vez mas
complejos con cuellos de botella o saturación
en la comunicación con los buses seriales, debido a la necesidad de un
elevado bit rate. Por eso es necesario estudiar
y proponer sistemas novedosos para la cadena de adquisición de datos y el
procesamiento local on-chip de las señales,
en modo de extraer formas de información mas organizadas, como ser los
atributos de las señales y si es posible,
establecer la asociación con los eventos físicos que las originan.
Algunos ejemplos con interesantes discusiones de estos problemas, asi como
también de las soluciones propuestas,
se ofrecen en [9] [10] [11] [12] [13] [14]
2 Actividad a realizar
Los docentes propondran arquitecturas de sistemas para el procesamiento de
señal y el estudiante realizará simulaciones
a nivel de sistema, asi como también evaluaciones numéricas y análisis
teóricos. Los sistemas propuestos para análisis
pueden contener algunos bloques que implementen:
1. progressive-compression
2. multiplexing and parallel-summation of data streams or channels
3. on-chip signal feature classication, extraction and/or clustering
4. zero-crossings detection on-chip
5. sub-Nyquist sampling
6. aplicación logaritmica, companding in log-domain filters
7. filtros, conversores AD
Las señales de los sensores presentan baja amplitud, (e.g. del orden de mV o
cientos de V ) por lo que el SNR
puede ser facilmente degradado por ruido en banda. Por lo tanto, en todos los
casos, modelos de ruido serán
incorporado en todas las simulaciones y análisis
El trabajo puede ser orientado en modo de hacer énfasis en el análisis
teórico o simulaciones, en función del interes
del estudiante.
Al concluir el número de horas asignadas para el módulo de taller, se debe
proporcionar un CD/DVD con:
1. Programas que implementan todas las simulaciones y evaluaciones numéricas
2. Breve informe nal
Para las simulaciones y evaluaciones numéricas se deberan utilizar uno de
los siguientes programas:
1. MATLAB ( http://www.mathworks.com/ )
2. SCILAB ( http://www.scilab.org/ )
2.1 Materias y Conocimientos Anes
Sistemas Lineales, Electrónica 1, Control , Sistemas de comunicación,
Muestreo y Procesamiento Digital
2.2 Cantidad de horas y créditos asignados
Cantidad de horas : 60
Créditos : 4
Contacto y consultas: lbarboni@fing.edu.uy
References
[1] http://www.roboskin.eu/
[2] Y. Murayama, et.al. Topographic Elasticity Measurement for an Estimation
of Hepatic Fibrosis Using Tactile Mapping System.
Conference on Microtechnologies in Medicine and Biology, 9-12 May 2006 , On
page(s): 295-296, Print ISBN: 1-4244-0338-3
[3] A.M. Hamed, Z.T.H.Tse, I.Young, B.L. Davies, M.Lamperth, Applying tactile
sensing with piezoelectric materials for minimally
invasive surgery and magnetic-resonance-guided interventions Proceedings of
the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of
Engineering in Medicine 2009 223:99 DOI: 10.1243/09544119JEIM473
[4] http://www.tekscan.com/
[5] R.S.Dahiya, M.Valle , G.Metta, L. Lorenzelli, A. Adami,Design and
fabrication of posfet devices for tactile sensing Solid-State Sensors,
Actuators and Microsystems Conference (TRANSDUCERS 2009), 21-25 June 2009 On
page(s): 1881-1884, E-ISBN: 978-1-4244-4193-8
[6] L. Barboni, R. S. Dahiya, G. Metta, M. Valle, Interface Electronics
Design for POSFET Devices Based Tactile Sensing Systems, in
Proceedings of IEEE


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