Inteligencia Ambiental y Tecnologías de Información y Comunicación 3er Congreso Internacional AmITIC 2016 Santa Cruz de Bolivia, Bolivia EDITOR: DR. VLADIMIR VILLARREAL UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ ISBN: 978-9962-698-42-5 Prefacio La Universidad Tecnológica de Panamá (UTP), el Grupo de Investigación en Tecnologías Computacionales Emergentes (GITCE), el Sistema Nacional de Investigación (SNI) de la Sec- retaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (SENACYT), la Universidad Privada de Santa Cruz de la Sierra (UPSA), la Universidad Cooperativa de Colombia (UCC Sede Neiva) y la Red Temática AmITIC hemos organizado el 3er Congreso Internacional AmITIC 2016 per- mitiendo a estudiantes, docentes e investigadores relacionarse con expertos en diferentes áreas de las Tecnologías de la información y la Comunicación, así como también en temas sobre Ambientes Inteligentes y Computación Ubicua. Este evento tiene carácter anual, lo que favorece el fortaleci- miento de la academia en general. Esta nueva experiencia toma como su hogar en esta edición 2016 a la Universidad Privada de Santa Cruz de la Sierra en Santa Cruz de la Sierra, Bolivia; con el fin de internacionalizar el conocimiento, contando con la presencia de investigadores de los diferentes países miembros de la red. Para esta edición hemos recibido dieciséis artículos sobre avances de proyectos, investiga- ciones en curso, trabajos de graduación, e investigación en el aula. Se han aceptado trece artículos posterior a un proceso de revisión externa de al menos dos revisores por artículo. Las publicaciones de estos artículos incluyen participación de países como Panamá, Colombia y Bolivia desde dife- rentes instituciones educativas como: Universidad Tecnológica de Panamá, Universidad Privada de Santa Cruz de la Sierra, Universidad Cooperativa de Colombia, Universidad Surcolombiana, Corporación Universitaria del Huila – CORHUILA, Corporación Universitaria Minuto de Dios y Universidad del Rosario. Queremos agradecer la participación de los cuatro conferencistas internacionales como son Dr. Vladimir Villarreal, con el tema AmIHealth: desarrollo de una solución móvil para entornos de salud y dependencia. Caso de estudio en Hipertensión Arterial desde Panamá, la Dra. Karem Infan- tas Soto, con el tema Gestión del Conocimiento desde Bolivia, al Dr. Daniel Ricardo Delgado, con el tema Pertinencia de los modelos matemáticos en el diseño de procesos industriales desde Colombia y al Ing. Oscar Amelunge Ruis, con el tema Metodologías Ágiles desde Bolivia. Reiteramos nuestro agradecimiento a todas las instituciones involucradas en este evento, a las personas que muy gentilmente formaron parte de los diversos comités, en especial al comité local por recibirnos en su majestuoso país. 27 – 30 de septiembre Dr. Vladimir Villarreal Panamá Presidente AmITIC 2016 Comité Presidente del Congreso Dr. Vladimir Villareal, Panamá Presidente del Comité Organizador Dr. Javier Alanoca Gutierrez, Bolivia Presidente del Comité Científico y Programa Dra. Nilda Yanguez, Panamá Comité Organizador Ing. Nancy Velasquez, Bolivia. Dr. Boris Alberto Céspedes Muñoz, Bolivia. MSc. Roberto Encarnacion Mosquera, Colombia. MSc. Irlesa Indira Sánchez Medina, Colombia. Dra. Yensy Paola Avila, Colombia. MSc. Fernando Rojas Rojas, Colombia. MSc. Jaime Malqui Cabrera Medina, Colombia. MSc. Ferley Medina Rojas, Colombia. Dr. Mateo Gerónimo Lezcano Brito, Colombia. Dr. Daniel Ricardo Delgado, Colombia. Ing. Yasmín Pérez Suárez, Colombia. MSc. Julian Andres Mera Paz, Colombia. Doc. Nohora Julieta Bolaños Bolaños, Colombia. MSc. Carlos Ignacio Torres Londoño, Colombia. MSc. Jorge Eliecer Martinez Gaitan, Colombia. Dr. Sandra Milena Lozano Vera, Colombia. Ing. Geyni Arias Vargas, Colombia. MSc. Álvaro Hernán Alarcón López, Colombia. Comité Científico y de Programa Dr. Javier Alanoca Gutierrez, Bolivia. Ing. Nancy Velasquez, Bolivia. Dr. Boris Céspedes, Bolivia. MSc. Irlesa Sánchez, Colombia. MSc. Ferley Medina Rojas, Colombia. Dr. Henry Rubiano Daza, Colombia. Dr. Mateo Lezcano Brito, Colombia. Lic. Jaime Malqui Cabrera Medina, Colombia. Dra. Sandra Milena Lozano Vera, Colombia. Dra. Lilia Muñoz, Panamá. Dr. Jayguer Vásquez, Panamá. Dr. Javier Sánchez Galán, Panamá. Comité Local Dr. Javier Alanoca Gutierrez, Bolivia Dr. Boris Céspedes, Bolivia Ing. Nancy Velasquez, Bolivia Tabla de Contenido 02 Prefacio 03 Comites Soporte para personas con movilidad reducida, basado en BCI. Iveth 05 Moreno, Carlos Boya, José Rolando Serracín, Jacqueline Quintero y Ja- vier Antelis. 08 Agricultura de precisión con sensores inalámbricos. Fernando Rojas Ro- jas, Mateo Lezcano Brito y Ferley Medina Rojas. 12 Clases prácticas con el apoyo de computadoras. Mateo Gerónimo Lez- cano Brito y Fernando Rojas Rojas. Prototipo Electrocardiógrafo Inalámbrico para la detección de enferme- 18 dades que desencadenen la muerte súbita, con software de diagnóstico médico aproximado. Jesus David Quintero P., Sergio Tabares C. y Jef- ferson Perdomo T. Diagnóstico de factores de riesgo de los pasajeros de servicio público de 24 transporte de la ciudad de Neiva. Geyni Arias Vargas, Alvaro Alarcón, Paula Claret Garnica Q y Yésica Alejandra Perdomo C. 30 Las comunidades virtuales de aprendizaje. Eurípides Triana Tacuma 35 Lengua electrónica como instrumento catador de cafés especiales. Jorge Eliecer Martínez Gaitán. Sistema de información para administrar fincas productoras de café medi- 41 ante el método de desarrollo SCRUM. Ferley Medina Rojas, Irlesa Indira Sánchez Medina, John Maicol Núñez S. y Jaime Malqui Cabrera Medina. Estudio y diseño de un sistema domótico utilizando dispositivos mó- 45 viles para mejorar la accesibilidad de las personas discapacitadas. Alvaro Hernán Alarcón López, Geyni Arias Vargas, Carlos Julio Cadena Sarasty y Viviana Muñoz Álvarez. Ingeniero de Inclusión Social: Software administrativo para minimerca- 51 dos. Luis Alberto Rojas Adames, Ferley Medina Rojas, Irlesa Indira Sán- chez Medina y Jaime Malqui Cabrera. Políticas, apoyo y formación, claves para el desarrollo de las TIC en las 55 instituciones educativas. Daniel Ricardo Delgado, Herny Rubiano Daza, Yasmín Pérez Suárez, Carlos Francisco Trujillo Trujillo, José Albert Rojas Perdomo y Carlos Calderón Ospina. 62 Conjunto de indicadores sobre el uso y adquisición de las TIC en PyMEs agroindustriales. Lilia, Muñoz y Piscis Pitti. 68 Impacto de las TIC en un eventual proceso de pos- conflicto en el Depar- tamento del Cauca, Colombia (Junio 2016). Julian Andrés Mera Paz. Conferencistas Invitados Dr. Vladimir Villarreal, Panamá Keynote, AmIHealth: desarrollo de una solución móvil para entornos de salud y dependencia. Caso de estudio en Hiperten- sión Arterial. Dra. Karem Infantas Soto., Bolivia. Keynote, Gestión del Conocimiento. Dr. Daniel Ricardo Delgado, Colombia Keynote, Pertinencia de los modelos matemáticos en el diseño de procesos industriales. Ing Oscar Amelunge Ruis, Bolivia. Keynote, Metodologías Ágiles. ISBN: 978-9962-698-42-5 Soporte para personas con movilidad reducida, basado en BCI Iveth Moreno, Carlos Boya, José Rolando Serracín, Javier Antelis Jacqueline Quintero Sistema Nacional de Investigadores nivel 1, Grupo RoboProc, Centro Regional de Chiriquí Campus Guadalajara Universidad Tecnológica de Panamá Tecnológico de Monterrey Chiriquí, Panamá Guadalajara, México Abstract— This document aims to present the methodology to be applied for the development of a domotic system prototype II. INTERFAZ CEREBRO-MÁQUINA ( BCI) based on a brain computer interface (BCI), to support people with disabilities. A. Definición La interfaz cerebro-computadora (BCI-Brain Computer Keywords— BCI, domotic, disabilities. Interface) es un sistema que se basa en las señales electroencefalográficas (EEG) que produce el cerebro [3], es Resumen— Este documento tiene como objetivo presentar la decir, se basa en los potenciales eléctricos generados por el metodología que se aplicará para el desarrollo de un prototipo de cerebro y que se obtienen a través de electrodos que se colocan sistema domótico basado en una interfaz cerebro máquina (BCI), sobre el cuero cabelludo [4]; y cuyo procesado e interpretación para dar soporte a personas con movilidad reducida. es capaz de traducirse en commandos de control sobre dispositivos físicos o virtuales en el entorno del ser humano. Palabras claves—BCI, domótico, discapacidades. B. Aplicaciones I. INTRODUCCIÓN Existen diversos campos donde se ha trabajado en De acuerdo con el censo del 2010 [1], en la República de aplicaciones de las interfaces BCI. Entre las aplicaciones más Panamá hay más de 30 mil personas con deficiencias físicas destacadas se puede mencionar: producto del envejecimiento, accidentes o enfermedades, lo que les limita su capacidad de realizar con destreza y • Sistema de teleoperación multi-robot [5]. autonomía actividades diarias tan triviales como el encendido de una luz, la apertura de una puerta o una ventana o el control • Control del movimiento de una silla de ruedas [6]. [7], de la temperatura en una habitación. Es necesario la [8]. implementación de un sistema que ofrezca a los afectados una • Robot móvil de telepresencia [9], [10]. solución, preferiblemente de bajo costo y no invasiva que les permita extender sus capacidades físicas para poder gozar de • En video juegos [11], [12]. una mayor autonomía. • Brazo robótico [13]. La solución propuesta tiene que ver con la posibilidad de • Terapia de rehabilitación asistida por robot [14] dotar al cerebro de un canal no muscular que le permita enviar señales al exterior, las cuales se traducen en órdenes. El Las aplicaciones mencionadas se caracterizan porque sistema que permite este tipo de comunicación se le conoce utilizan la interfaz cerebro computador para el control de como interfaz cerebro-computadora [2]. movimiento de robots en conjunto, del movimiento de la silla de ruedas, de robots de telepresencias, movimiento de brazos En este artículo se presenta brevemente la metodología que robóticos para ayuda, entre otras. se utilizará para desarrollar un prototipo de sistemadomótico basado en BCI, para brindar soporte a personas con movilidad reducida. El artículo se presenta de la siguiente manera: en la III. METODOLOGÍA sección dos, la definición y aplicaciones comunes de los En este trabajo se propone la investigación y desarrollo de sistemas que se basan en BCI; en la sección tres, la un prototipo para el control domótico basado en BCI para metodología propuesta; en la sección cuatro, los resultados personas con movilidad reducida. En la figura 1 se describe el esperados; y en la sección cinco, las conclusiones. sistema el cual consiste en una etapa de detección de la actividad cerebral por medio de señales EEG y provocada por estímulos visuales. Posteriormente a estas señales se le realiza una extracción de características relevantes con el objetivo de identificar la intención del usuario. Ejemplo: Un deseo o 3er Congreso Internacional AmITIC 2016. Santa Cruz de la Sierra, Bolivia. 27-30 de septiembre de 2016. 5 intensión puede diferenciarse de otro, por medio del cambio en dentro de la plataforma software BCI2000 [16], ejecutada en la energía de una banda específica de frecuencia de una señal un computador Intel Core i7 3.3GhZ en un ambiente Linux. EEG. Cada intensión puede tener un diferente valor de energía La interfaz gráfica se muestra en la figura 2 y presenta una y esto puede codificarse y automatizar una acción por medio de doble funcionalidad: (i) muestra al usuario un feedback visual un algoritmo de aprendizaje o ML (machine learning). La para la percepción del entorno, toma de decisiones y control del identificación de la intensión se realiza por medio de un sistema; y (ii) realiza un proceso de estimulación visual para algoritmo ML (Machine Learning) y en esta propuesta consta producir el potencial visualmente evocado P300 en el EEG del de 7 intenciones: Llamada de emergencia, encender/apagar usuario y así permitir al sistema de procesamiento de señal luces, abrir/cerrar puertas y abrir/cerrar ventanas; como se decodificar sus intenciones. Esta interfaz gráfica está dividida observa en la figura 1. en una matriz de 4x2 con 8 opciones: Abrir/cerrar puerta, Validar, Llamar a emergencia, abrir/cerrar Ventana y Prender/Apagar Luz. La opción Validar se incluye con el fin de minimizar la probabilidad de enviar comandos no deseados al sistema domótico. Cada vez que el usuario escoge una acción esta debe ser posteriormente validada. El proceso de estimulación visual debe producir el potencial visualmente evocado P300 en el EEG del usuario cuando se encuentra concentrado en una opción de la interfaz gráfica. Este proceso de estimulación se produce sobre las 8 opciones de la ventana activa. Las opciones se estimulan mediante un mecanismo que consiste en resaltar el texto sobre el cuadro deseado. Se propone una secuencia siguiendo el paradigma [17]. Según este paradigma la estimulación de las opciones se realiza por medio de filas y columnas en lugar de estimular cada opción individualmente, dando lugar a 6 estimulaciones (4 filas más 2 columnas) por secuencia. La opción deseada será la intersección de la fila y columna deseadas. El número de secuencias y la secuenciación temporal Figura 1. Sistema BCI para control domótico. de este proceso (principalmente tiempo de exposición de cada estímulo y tiempo entre estímulos) puede ser modificado para Consta de la medición de la actividad cerebral detectada equilibrar la capacidad y preferencias de cada usuario con el por medio de señales EEG. Esta actividad es provocada por rendimiento del sistema. estímulos visuales. Posteriormente la extracción de características relevantes con el objetivo de identificar la intención del usuario. La identificación se realiza por medio de un algoritmo ML (Machine Learning) y consta de 7 intenciones: Llamada de emergencia, encender/apagar luces, abrir/cerrar puerta y abrir/cerrar ventana. La BCI desarrollada en este trabajo estará basada en una respuesta evocada a estímulos externos, específicamente. En estas el usuario centra su atención en uno de los posibles estímulos visuales, auditivos o somatosensoriales y la BCI se encarga de determinar el estímulo en el que estaba concentrado el usuario. Más en concreto, el presente trabajo está basado en el potencial visualmente evocado P300 [15]. Este potencial se manifiesta como una deflexión positiva en el EEG a una latencia de aproximadamente 300 ms tras la aparición del Figura 2. Pantalla para las opciones del usuario. estímulo deseado dentro de una secuencia aleatoria de El texto en los cuadros es resaltado cada cierto tiempo estímulos y se registra con mayor intensidad sobre los lóbulos evocando una respuesta P300 cuando coincide con la intensión parietal y occipital. del usuario. Para detectar las señales EEG son colocados electrodos en La detección de las señales EEG es realizada mediante un el cuero cabelludo utilizando el sistema internacional EEG sistema de sensores conectados a la plataforma OpenBCI, el 10/20 en las siguientes posiciones: Fp1, Fp2, F3, F4, C3, C4, cual es de código abierto y de bajo costo. Esta plataforma está P3, P4, T7, T8, Cp3, Cp4, Fz, Pz, Cz y Oz [4]. El electrodo de conectada a una computadora en ambiente Linux y con el tierra se sitúa en la posición FPz y el de referencia en el lóbulo sistema de software BCI2000, lo que permite una detección en de la oreja izquierda. Estas señales son amplificadas y línea de las intenciones del usuario. Al software BCI2000 se le digitalizadas con una frecuencia de 256Hz. El registro de la integra un módulo de aprendizaje supervisado (algoritmo ML) señal, su procesamiento y la interfaz gráfica se desarrollan que es entrenado para reconocer la aparición del potencial 3er Congreso Internacional AmITIC 2016. Santa Cruz de la Sierra, Bolivia. 27-30 de septiembre de 2016. 6 evocado P300 en el EEG y así decodificar las intenciones del Alcalá. usuario. Desde BCI2000 se contrala la interfaz gráfica para [5] M. J. Escolano C., «Sistema de Teleoperación Multi-Robot basado en enviar las señales de estímulo al usuario. Interfaz cerebro-computador.,» Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial., vol. 8, nº 2, pp. 16-23, 2011. Para poner el sistema en condiciones de tomar decisiones se [6] M. J. d. R. Carlson T., «Brain-Controlled Wheelchairs A Robotic deben resolver realizar dos tares: La primera consiste en Architecture,» IEEE Robotics&Automation Magazine, vol. 20, nº 1, pp. entrenar el sistema. Para ello, el usuario se enfrenta al proceso 65-73, 2013. de estimulación visual y debe concentrarse en una secuencia [7] G. C. Z. H. W. C. T. C. A. M. B. E. Rebsamen B., «A Brain Controlled predefinida de opciones que deben cubrir todas las 7 opciones. Wheelchair to navigate in familiar enviroments.,» IEEE Transactions on Mientras tanto se registra su actividad cerebral y neural systems and rehabilitation engineering., vol. 18, nº 6, pp. 590-598, posteriormente se utiliza para entrenar el algoritmo de 2010. clasificación. Este algoritmo consiste en dos etapas: (i) [8] A. J. K. A. M. J. Iturrate I., «A noninvasive brain-actuated wheelchair extracción de características y (ii) algoritmo de clasificación. El based on a P300 neurophysiological protocol and automated navigation.,» IEEE Transactions on robotics., vol. 25, nº 3, pp. 614-627, 2009. potencial P300 está caracterizado en el dominio del tiempo por lo que la información se encuentra en su forma de onda y [9] A. J. M. J. Escolano C., «A telepresence mobile robot controlled with a noninvasive brain-computer interface.,» IEEE Transactions on Systems, tiempos de latencia. En primer lugar, se extraen muestras del Man and Cybernetics. Part B, vol. 42, nº 3, pp. 793-804, 2012. tamaño de 1 segundo para cada canal después de la aparición [10] T. L. R. M. D. L. C. T. M. J. d. R. Leeb R., «Towards Independence: A de cada estímulo. Estos segmentos de señales se promedian y a BCI Telepresence Robot for People with severe motor disabilities.,» vol. continuación se calcula la medida de r2 que es la proporción de 103, nº 6, pp. 969-982, 2015. la varianza de la señal debida a la aparición del estímulo [11] S. D. L. J. L. A. Muñoz J., «Design and creation of a BCI videogame to deseado por cada canal. Aquellos canales con mayor r2 se rain sustained attention in children with ADHD.,» de Computing seleccionan por inspección visual. Cada opción, ya sea cerrar Colombian Conference 10th., Colombia, 2015. puerta o llamar emergencia, tendrá un valor específico r2 por [12] J. L. T. P. K. V. A. P. Khong A., «BCI based multi-player 3-D game canal. El algoritmo ML debe ser entrenado para relacionar este control using EEG for enhancing attention and memory.,» de 2014 IEEE valor con la intensión del usuario. International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), San Diego, California, 2014. La siguiente tarea es evaluar el sistema verificando la [13] N. N. N. T. S. T. N. M. Y. D. Yamawaki N., «A prototype of BCI-robot cantidad de fallos vs aciertos y realizando los ajustes arm system with 1ch acoustic distance measurement device,» de correspondientes al sistema. Intelligent Signal Processing and Communications Systems 2013 International Symposium on, 2013. [14] D. M. W. E. C. S. S. R. R. D. Norman S., «Movement Anticipation and IV. DISCUSIÓN EEG: Implications for BCI-Contigent Robot Therapy,» IEEE La idea fundamental del Proyecto propuesto radica en el Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 24, hecho, de que su desarrollo e implementación puede llegar a nº 8, pp. 911-919, 2016. beneficiar a una gran cantidad de personas con movilidad [15] B. M. J. E. Sutton S., «Evoked-potential correlates of stimulus uncertainty.,» Science, vol. 150, pp. 1187-1188, 1965. reducida, sobre todo a ancianos, proporcionando la oportunidad de vivir una vida con calidad. [16] M. F. D. H. T. B. N. W. J. Schalk G., «BCI2000: A general purpose brain computer interface (BCI) system.,» IEEE Transactions on Biomedical El prototipo utilizará las señales emitidas por el cerebro, Engineering., vol. 51, nº 6, 2004. cada persona emitirá su propio conjunto de señales; por lo [17] D. E. Farwell L., «Talking off the top of your head: toward a mental tanto, el algoritmo de identificación solo sirve para una persona prosthesis utilizing event-related brain potentials.,» Elsevier Scientific en específico. Estas señales controlarán dispositivos específicos Publishers Ireland. Ltd., nº 70, pp. 510-523, 1988. del entorno de una vivienda familiar. El propósito del mismo es que se implemente en los Centros de Salud pública del país, poniendo al alcance de la población, un Sistema que puede llegar a mejorar notablemente la vida de los pacientes. Este proyecto se trabajará dentro del marco de las líneas de investigación del Grupo Robo-Proc, en el Centro Regional de Chiriquí de la Universidad Tecnológica de Panamá. REFERENCIAS [1] J. Guerra, «Situación de las personas con discapacidad en Panamá,» Atlas social de Panamá, Ministerio de Economía y Finanzas, 2012. [2] R. R. Angevin, «Interfaz cerebro-computadora: Pensamientos al servicio de la comunicación.,» Uciencia, nº 9, 2012. [3] V. L. V. F. A. R. Sauer L., «Variables psicológicas en el control de interfaces cerebro-computadora.,» Psicothema, vol. 23, nº 4, pp. 745-751, 2011. [4] R. B. Navarro, Instrumentación Biomédica-Tema 5- Universidad de 3er Congreso Internacional AmITIC 2016. Santa Cruz de la Sierra, Bolivia. 27-30 de septiembre de 2016. 7 ISBN: 978-9962-698-42-5 Agricultura de precisión con sensores inalámbricos Fernando Rojas Rojas, Mateo Lezcano Brito, Ferley Medina Rojas Programa de Ingeniería de Sistemas Programa de Ingeniería de Sistemas Universidad Cooperativa de Colombia Universidad Cooperativa de Colombia Sede Neiva, Colombia Sede Neiva, Colombia [email protected] [email protected], [email protected] Abstract— This article discusses the general ideas of an expert • Con relación a la visión económica se puede mejorar el system that is part of the research project "Development of tools uso de los recursos, en general, de manera que se based on knowledge. Agricultural applications". The expert reduzcan los gastos lo que permitirá que los agricultores system will cover the area of citrus crops and is built on a tool sean más competitivos. that is also obtained as part of the project. Como es de esperarse, entre las técnicas empleadas en la Keywords—expert system; artificial intelligent; precision agricultura de precisión se encuentran muchas relacionadas agriculture; citrics con el mundo de la informática en general y de la inteligencia artificial en particular. Resumen— En el artículo se presentan las ideas generales de un sistema experto que forma parte del proyecto de investigación En este artículo se habla acerca de un proyecto en el que se “Desarrollo de herramientas informáticas basadas en el usarán diferentes técnicas asociadas a la agricultura de conocimiento. Aplicaciones agrícolas”. El sistema experto cubrirá precisión para capturar datos que se procesarán en un sistema el área de cultivos cítricos y se está desarrollada sobre una experto que deberá tomar decisiones con relación a diversos herramienta que también se obtiene como parte del proyecto. factores. Palabras claves—sistema expertos; inteligencia artificial; El sistema experto que se pretende realizar estará agricultura de precición; cítricos destinado al cultivo de cítricos e incluirá también el análisis de las plagas que afectan dichos cultivos. I. INTRODUCCIÓN El sistema forma parte del proyecto “Desarrollo de Los avances de la tecnología inciden en todas las esferas herramientas informáticas basadas en el conocimiento. de la vida en general y de la agricultura en particular, por eso Aplicaciones agrícolas” que se lleva a cabo en la Universidad resulta cotidiano oír el término agricultura de precisión que se Cooperativa de Colombia (UCC) sede Neiva. usa para definir una gestión agrícola que se apoya en la observación y la medición de las variables que influyen sobre II. ACERCA DE LOS SISTEMAS EXPERTOS los cultivos para después tomar decisiones. El desarrollo de las tecnologías de la información y las Para llevar a cabo la agricultura de precisión se usan comunicaciones en los últimos tiempos ha impactado diferentes avances tecnológicos, entre los que se incluyen la positivamente en el campo de los sistemas expertos y ya navegación satelital, distintos tipos de sensores, imágenes que existen aplicaciones de este tipo que se basan en los avances se captan por diversos medios y sistemas de información tecnológicos que se han producido en la web que abarca geográfica. La información que se obtiene por estos y otros también el mundo de los teléfonos celulares y la nube [1], [2], medios permite analizar muchos factores que inciden sobre los [3]. resultados de las cosechas. Hoy en día es usual que se usen los sistema expertos en la Las decisiones tomadas a partir de la medición de las agricultura, por ejemplo en [4] se hace una análisis de algunos distintas variables, humedad, temperatura, presión de esos sistemas, aunque se pueden encontrar muchos otros atmosférica, etc., permite optimizar los resultados tomando en artículos que hacen referencias a ellos en áreas particulares cuenta diferentes puntos de vistas, como son: como es el riego [5] y también se han empleado otros campos de la inteligencia artificial como es el caso de la visión [6] u • La visión agronómica que permite realizar ajustes de otras técnicas modernas como son los drones para realizar esos acuerdo a las necesidades de las plantas, lo que incide estudios [7]. positivamente sobre los resultados de la cosecha. Elucidar y reproducir tal conocimiento es la tarea central • Desde el punto de vista del medio ambiente se pueden en la construcción de sistemas basados en el conocimiento en reducir los impactos negativos que podrían tener general y de los sistemas expertos en particular; el sujeto de algunas técnicas empleadas en el cultivo, por ejemplo: esta acción es el ingeniero de conocimientos. el uso adecuado de los fertilizantes, insecticidas, pesticidas, etc. 3er Congreso Internacional AmITIC 2016. Santa Cruz de la Sierra, Bolivia. 27-30 de septiembre de 2016. 8 Cuando el ingeniero de conocimiento se enfrenta a la tarea propia permitirá adecuarla con tan solo programar los nuevos de hacer uno nuevo sistema experto debe lidiar con dos tipos requerimientos. de conocimientos: En el caso de la pregunta dos, los mecanismos • El público que es el que está establecido formalmente. mencionados fueron establecidos a priori y de acuerdo a los sistemas típicos que existen para desarrollar sistemas expertos, • El privado que es atesorado por los expertos en el tema aunque debe señalarse que se ha tenido el cuidado de que la en cuestión. máquina de inferencia incluya las direcciones de búsquedas Entre las razones que sustentan enfatizar en el dirigidas por datos y dirigida por objetivos. La práctica dirá conocimiento en lugar de hacer hincapié sobre los métodos de cuáles son las necesidades adicionales que será necesario razonamiento formal están las siguientes: programar. Por último la pregunta 4 tiene que ver con la aplicación del • La mayoría de los problemas difíciles e interesantes no sistema para desarrollar sistemas expertos y su uso en la tienen soluciones algorítmicas tratables. práctica docente. Se puede decir que ya se usó de manera • Los expertos humanos obtienen su destacado experimental en el primer semestre del curso 2016 y los desempeño gracias al conocimiento que poseen. resultados fueron satisfactorios, aunque a la fecha no se dispone de un estudio estadístico real que avale esos • El conocimiento es una fuente escasa cuyo refinamiento resultados, solo se ha constado en la práctica docente diaria y reproducción crea riqueza. por medio de observaciones in situ. No se ha dicho nada acerca de la pregunta tres debido a III. ALCANCE DEL PROYECTO PROPUESTO que el tema central del artículo es exponer las ideas acerca del La idea final del sistema propuesto es captar los datos en el estado del proyecto y no se podrá medir la efectividad del campo para después transmitirlo al sistema experto que se sistema experto hasta que no se concluya la investigación. Un encargará de procesar la información para comunicar sus elemento importante del cual se debe hablar para poder conclusiones a los actores humanos. abordar esta investigación es la agricultura de precisión. Para realizar la primera etapa se dispondrá de un ambiente para el desarrollo de sistemas expertos que está en fase de IV. AGRICULTURA DE PRECISIÓN puesta a punto y también está contenido entre los objetivos del Es el uso de la tecnología para la colección y proyecto. procesamiento de datos desde diferentes dispositivos Las ideas del nuevo ambiente se basan en el sistema electrónicos, ópticos algunos como sensores, cámaras y de UCShell [8] con el cual se han realizado diversos sistemas sistemas geográficos de posicionamiento (GPS) para realizar expertos en otros campos, por ejemplo en la industria del las labores culturales focalizadas de un cultivo justo a tiempo, plástico [9]. con las dosis requeridas de los insumos para hacer el Para llevar a cabo el proyecto se formularon las siguientes seguimiento de las mismas [10]. Es así, como el desarrollo preguntas de investigación: tecnológico de sensores para trabajar en redes locales y remotas se aplican en el monitoreo de cultivos en la 1. ¿Existe la necesidad de desarrollar un sistema general necesidades de medir la deficiencias de nutrientes, para construir sistemas expertos de forma que se condiciones del suelo y detección de las plagas o malezas de facilite la construcción de sistemas de este tipo con forma temprana [11]. Se emplea en la fertilización de cultivos características particulares? de trigo, los cuales son tratados con el algoritmo de redes 2. ¿Cuáles deberán ser los mecanismos que se neuronales de la minería de datos para establecer patrones de incorporen al sistema y cuáles serán sus métodos de manera que se pueda lograr predecir el rendimiento en la búsquedas? producción de estos [12]. En el uso razonable del agua en cultivos de acuerdo a la disponibilidad de este recurso tanto, 3. ¿El desarrollo de un sistema experto para seleccionar en la superficie como de forma subterránea, con la los cultivos de frutales ayudará a mejorar la implementación de algoritmos genéticos para establecer los producción y tendrá implicaciones en la mejoría de los ingresos de los agricultores? patrones de manera que se pueda viabilizar entre, el costo y el beneficio de tener los niveles de humedad adecuado para que 4. ¿Cómo influye la disponibilidad de una herramienta los cultivos alcancen una mejor producción y los costos en los propia en la calidad del aprendizaje dentro de la cuales se incurren para sostener estos niveles durante el carrera de Ingeniería de Sistemas? tiempo que dura el cultivo, desde su inicio (siembra) hasta la Las respuestas a las preguntas 1, 2 y 4 no forman parte del finalización (recolección) del mismo, con el análisis de las tema de este artículo, no obstante es importante acotar algunas características del medio ambiente y del clima imperante observaciones con relación a ellas: durante el desarrollo del mismo [13] sea económicamente viable. Sobre la primera pregunta se puede decir que sí existe esa necesidad porque el hecho de disponer de una herramienta 3er Congreso Internacional AmITIC 2016. Santa Cruz de la Sierra, Bolivia. 27-30 de septiembre de 2016. 9