Presentación

El objetivo de esta línea consiste en el uso de técnicas avanzadas de análisis de sistemas dinámicos en un sentido teórico-aplicado, ya sea para modelado dinámico, modelado no paramétrico, caracterización, estudio de propiedades y control, con objeto de desarrollar teoría y aplicaciones en las áreas de procesamiento de señales, sistemas complejos, sistemas interconectados, biomedicina, robótica, mecatrónica, transporte en semiconductores y sistemas energéticos. En este sentido, tanto las técnicas de análisis de sistemas dinámicos como la síntesis de esquemas de control permiten hallar soluciones alternativas a problemas de descripción de fenómenos naturales y su repercusión en diversas áreas, desde análisis para toma de decisiones, descripción de ciertos fenómenos biológicos y sociales a partir de su dinámica de interacción, así como el desarrollo de sistemas interdisciplinarios para lograr soluciones inteligentes, inventivas y más eficientes en una amplia variedad de problemas.

La tendencia creciente de generación de sistemas complejos e interconectados, el desarrollo actual de los sistemas de procesamiento de señales, nuevas tecnologías de la información, así como de sistemas cada vez más integrales, tales como las redes sociales, los sistemas interconectados, los nuevos sistemas de generación y distribución de energía e información requieren de técnicas alternativas de análisis y gestión en tareas de control y caracterización, motivando con ello la unión de áreas del conocimiento que hasta hace poco no eran cercanas. Estas áreas del conocimiento incluyen la llamada teoría de sistemas, física estadística y dinámica no lineal, entre otras. Muchos sistemas suelen conformarse a partir de subsistemas que se coordinan entre sí para realizar funciones y desarrollan dinámicas complejas cuando son observados en escalas largas de tiempo. Otra característica importante radica en que se necesitan mediciones para evaluar su funcionamiento ante cambios en condiciones de operación o variación de parámetros, siendo importante para ello la generación de modelos que reproduzcan comportamientos observados en dichos sistemas. Una apropiada generación de modelos y análisis de los sistemas, lleva a recabar una serie de conocimientos y metodologías que eventualmente conducen a aplicaciones en medicina, biología, teoría de control, dispositivos electrónicos y mecatrónicos.

En el campo de los sistemas complejos, donde se asume que un sistema está compuesto por entes interconectados, se estudian las llamadas propiedades emergentes que no pueden ser explicadas mediante las propiedades de los elementos de manera individual, siendo necesario el desarrollo de metodologías para su análisis y modelado. Una parte de importante de los sistemas clasificados como complejos requieren una descripción basada en formulaciones no-lineales, lo cual lleva determinar la presencia de estructuras espacio-temporales que brindan información sobre la dinámica del sistema. En esta área de estudio, nos enfocamos a determinar propiedades de organización y despliegue de información que proviene de sistemas físicos, económicos, demográficos, genéticos, metabólicos, fisiológicos y tecnológicos, para eventualmente desarrollar modelos que reproduzcan los comportamientos más notables de estos sistemas.

En cuanto al estudio de transporte en semiconductores, es bien conocido que los dispositivos y equipos radioelectrónicos de semiconductores y de gas de descarga (rectificadores, amplificadores, generadores, por ejemplo) trabajan, precisamente, en regímenes fuertemente no lineales. Cabe mencionar el gran uso que se les da, en los experimentos físicos, a las fuentes de campos electromagnéticos de alta intensidad en un rango amplio de frecuencias. Es evidente entonces, que las investigaciones teóricas y experimentales de los fenómenos no lineales en el plasma de los sólidos y del gas de descarga son actual mente de gran importancia no sólo por los conocimientos físicos que generan, sino también por la aplicación tecnológica de estos últimos. Aunque los fenómenos de transporte no lineales en los semiconductores han atraído la atención de numerosos investigadores, tanto teóricos como experimentales, debido a que permiten determinar parámetros importantes de los semiconductores y son la base del funcionamiento de muchos dispositivos y equipos, estos fenómenos todavía no han sido completamente comprendidos y explicados. Incluso, se puede ver que la mayoría de los resultados relevantes han sido obtenidos apenas recientemente.

Por otra parte, el desarrollo de sistemas integrales a partir de la integración sinérgica de varias áreas tradicionales aisladas ha permitido mejorar la eficiencia de muchos procesos, así como alcanzar soluciones que de manera aislada, estos sistemas no podrían. El diseño y generación de sistemas robóticos y mecatrónicos, implica una adaptación a las tendencias tecnológicas, a abordarlas, dominarlas y a presentar propuestas competitivas a nivel internacional en los ámbitos de la investigación y el desarrollo tecnológico, siendo el conocimiento científico su fuente de impulso principal.

Con el desarrollo reciente de los campos de las comunicaciones, la electrónica, la computación, el control automático, y los nuevos materiales, los cuales han permitido un mayor acceso a tecnologías de realización de prototipos y programación de sistemas embebidos. Entre otras, se espera que el estudiante adquiera habilidades y competencias para desarrollar e implementar técnicas avanzadas de procesamiento, instrumentación y control, así como saber utilizar las nuevas tecnologías en electrónica y en computación para poder aportar en forma integral los nuevos conocimientos en proyectos de aplicación específica.

 

Objetivos

  • Consolidar especialistas con la capacidad de proponer nuevas estrategias para resolver problemas relevantes vinculados a sistemas dinámicos complejos en el ámbito nacional e internacional
  • Generar conocimiento científico de frontera en el área de análisis lineal, no lineal, así como de la teoría de sistemas
  • Desarrollar modelos matemáticos para estudiar y analizar los procesos informáticos que modelen sistemas interconectados
  • Desarrollar metodologías para el estudio de sistemas dinámicos que involucren dinámica compleja con organización espacio-temporal fenómenos de transporte en semiconductores
  • Analizar sistemas mecatrónicos y robóticos no convencionales con aplicaciones en los sectores biomédico, energético, de servicio, entre otros
  • Desarrollar modelado y control paramétrico e inteligente de sistemas robóticos y mecatrónicos
  • Desarrollar investigación básica y aplicada en las áreas de diseño e integración de sistemas mecatrónicos
  • Desarrollar sistemas de control adaptable y robusto para desarrollo de tareas de seguimiento en posición y regulación de fuerza en sistemas mecatrónicos
  • Formar capital humano en los ámbitosinvestigadorescon un nivel de competencia internacional los ámbitos académico, científico y tecnológico que ofrezca soluciones y genere propuestas para el desarrollo de nuevas aplicaciones

Campos del conocimiento

  • Análisis de señales en tareas de identificación
  • Análisis de series de tiempo
  • Redes complejas
  • Identificación y control para interfaces hápticas
  • Sistemas robóticos y mecatrónicos con aplicaciones en ingeniería biomédica
  • Diseño y control de sistemas mecatrónicos
  • Diseño de sistemas micromecatrónicos
  • Sistemas de generación y distribución energética
  • Sistemas multi-agente
  • Sistemas embebidos
  • Modelado y control inteligente
  • Fenómenos de transporte en semiconductores

 

Líneas de trabajo

Estructura y organización en sistemas complejos

Análisis de sistemas mediante redes complejas con aplicaciones a medicina, dinámica social y sistemas físicos. Evaluación de complejidad en señales físicas y fisiológicas. Propiedades de organización y funcionamiento en sistemas biológicos y convertidores de energía.

Fenómenos de transporte en semiconductores

Estudio de fenómenos no lineales en semiconductores.

Diseño, estimación y control de sistemas mecatrónicos

Modelado paramétrico y no paramétrico de sistemas mecatrónicos. Diseño de sistemas robóticos y mecatrónicos. Análisis y síntesis de controladores dinámicos para sistemas físicos. Desarrollo de sistemas mecatrónicos interconectados. Diseño de sistemas inteligentes de procesamiento de señal y control. Sistemas energéticos.