Mobile robotics for the automatic surveillance of premises and identification of dangerous situations in challenging conditions using deep learning techniques

Title: Mobile robotics for surveillance using deep learning techniques

Funded by: Agencia Estatal de Investigación - Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades

Duration: Desde 01/09/2024 hasta 31/12/2027

Description: The project proposes the use of mobile robots for the automatic surveillance of premises, including indoor and outdoor areas and for the identification of risk situations in challenging operation conditions, with the common philosophy of using AI tools for the robust approach to these issues. Currently, these tasks are carried out by specialized personnel, with the help of cameras located in fixed positions. We propose to achieve much more effective surveillance through mobile robots that can patrol the areas to be monitored and use different types of sensors (visible spectrum cameras, infrared cameras, laser range sensors, etc.) to detect both risk elements and situations. It is expected that the results of this project can be relevant both for security companies and for the State security forces and bodies.

To achieve this goal, the project is structured into two main objectives. The first one consists in the development of algorithms for the navigation of mobile robots in large social environments and in challenging operation conditions. The second will address the perception and integration of technologies for interpretation of the environment and the resolution of security and surveillance tasks with mobile robots. Both objectives are fully aligned with current research trends in mobile robotics and sensory perception and the research team plans to contribute to the generation of knowledge in these areas.

In addition, the proposal also provides solutions to specific problems in the thematic priority "Digital world, industry, space and defense", since it pursues the digitalization of tasks related to improving the security of venues, infrastructures, buildings and industrial facilities. The fact of using mobile robots gives the proposal great capacity and versatility to detect risk situations. However, this requires that the methods developed within the framework of the two objectives expressly take into account the specificities of this kind of applications. In this way, the project addresses, among other tasks: (a) the creation of maps of extensive environments, indoors and outdoors, with useful semantic information for security and surveillance tasks, including the systematic exploration of a priori unknown environments, (b) the location of the robot itself (both indoors and outdoors, including adverse lighting conditions) and the alarms or risk situations detected from the fusion of sensory information, (c) the planning of trajectories for surveillance, carrying out sweeps of the assigned areas, paying special attention to critical points and boundaries of the enclosure and in collaboration with the human operator, (d) the interpretation of the environment based on sensory data, with special attention to critical elements for security tasks and to the risk situations detected, such as fire outbreaks or people falling. In addition to the development of these algorithms designed to address the specificities of this type of applications, the work plan contemplates the integration and implementation of a common graphical interface that shows the created map, the estimated position of the robot and the alarms, intrusions or elements potentially dangerous detected and that will allow interaction with the operator, so that he of she can influence the task carried out by the mobile robot.

Grant funded by Agencia Estatal de Investigación - Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades and by the European Union.

This website is part of the project PID2023-149575OB-I00, funded by MICIU/AEI/10.13039/501100011033 and by FEDER, UE.

Keywords: Mobile robot, visual perception, point cloud, deep learning, sensor fusion, localization, mapping, environment interpretation

Head Researcher: A. Gil, L. Payá

Optimización energética de sistemas térmicos y uso eficiente de energías renovables en edificios de consumo casi nulo.

Title: Optimización energética de sistemas térmicos y uso eficiente de energías renovables en edificios de consumo casi nulo.

Funded by: Ministerio de Ciencia e Innovación

Duration: 2023 - 2024

Description: Los edificios son una parte central de nuestra vida diaria, y pasamos gran parte de nuestro tiempo en ellos. En sus diferentes formas (hogares, lugares de trabajo, escuelas, hospitales, bibliotecas u otros edificios públicos) el parque inmobiliario es, sin embargo, el mayor consumidor de energía de la UE y uno de los mayores emisores de dióxido de carbono.

Esta propuesta de investigación pretende optimizar sistemas térmicos capaces de satisfacer las demandas de IAQ y de confort térmico, al tiempo que contribuyen a la eficiencia energética y descarbonización de los edificios. Los tres objetivos generales de este proyecto coordinado son:

1) Determinar la combinación óptima y el control de soluciones HVAC eficientes según el clima y el tipo de edificio (recuperación de calor, enfriamiento evaporativo e intercambiadores de calor tierra-aire).
2) Mejorar el uso de dispositivos de enfriamiento evaporativo para reducir el uso de energía en sistemas HVAC.
3) Impulsar la integración de energías renovables en edificios para calefacción, refrigeración y generación de ACS mediante bombas de calor accionadas con energía fotovoltaica.

Estos objetivos generales se han desglosado en cinco paquetes de trabajo (WP), tres a desarrollar por el Subproyecto 1 correspondiente a la Universidad Miguel Hernández de Elche (1A, 1B y 1C), y dos a desarrollar por el Subproyecto 2 correspondiente a la Universidad de Valladolid (2A y 2B):

1A. Análisis de un sistema pasivo de refrigeración evaporativa de tiro descendente (PDEC) y una unidad de ventilación con recuperación
de calor en un edificio residencial bioclimático.
1B. Diseño optimizado de un sistema de enfriamiento evaporativo con generación de gotas por ultrasonidos para su uso en sistemas de aire acondicionado.
1C. Análisis del rendimiento de una bomba de calor fotovoltaica para calefacción, refrigeración y producción de ACS en viviendas.

2A. Funcionamiento y viabilidad de los intercambiadores de calor tierra-aire en edificios terciarios. Hibridación con recuperación de calor y enfriamiento evaporativo.
2B. Optimización del enfriamiento evaporativo en sistemas HVAC: uso eficiente y seguro, hibridación y nuevas configuraciones.

Ambos subproyectos cuentan con edificios de demostración en los que se medirá experimentalmente el funcionamiento de los sistemas HVAC objeto de esta propuesta. El edificio de la UMH es un edificio residencial bioclimático (Casa de la Tierra), mientras que los de la UVa son edificios comerciales (LUCIA e IndUVa).

Esto significa adquirir experiencia en dos tipos diferentes de edificios, estando la demanda del primero dominada por la envolvente y la del segundo por las cargas internas. Algo parecido se puede decir de los climas en los que se ubican estos edificios, uno continental (Valladolid) y otro mediterráneo (Murcia). De ahí la importancia de contar con modelos validados experimentalmente en ambos. En cuanto a las tareas de simulación, UMH y UVa comparten la capacidad de manejar el programa de simulación TRNSYS. Esto implica un entorno común que facilita la transferencia de información y modelos de componentes.

El objetivo final del proyecto coordinado es obtener conclusiones que puedan ser trasladadas tanto a la comunidad científica como a la sociedad, de modo que puedan constituir herramientas útiles para todos aquellos agentes implicados en el desarrollo de edificios de consumo de energía casi nulo y en la descarbonización del parque inmobiliario.

Keywords: edificios de consumo casi nulo, descarbonización, ventilación, enfriamiento evaporativo, bomba de calor, fotovoltaica, eficiencia energética, control inteligente, bioclimatismo

Head Researcher: Pedro Juan Martínez Beltrán, Manuel Lucas Miralles

IA-GAMMAPATIA

Title: Análisis inicial de herramientas de IA para la predicción de la malignización de las gammapatías de significado incierto a mieloma múltiple u otras patologías linfoproliferativas

Funded by: Generalitat Valenciana

Duration: 01/2023 - 12/2023

Description: Existe el riesgo de progresión de pacientes con gammapatía monoclonal de significado incierto a Mieloma Múltiple. Aunque se conocen clasificaciones basadas en el riesgo de evolución a cáncer, hay que realizar controles médicos de por vida para detectar la evolución hacia la malignización de las gammapatías. Se explorarán los datos existentes y se realizará un análisis inicial del funcionamiento de diversas herramientas de IA, para establecer la capacidad de predicción de cada una de ellas.

Proyecto financiado por la Consellería de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital de la Generalitat Valenciana
Valencian Innovation Agency

Head Researcher: L. Payá

IMPERFECTHS

Title: Improving the energy efficiency of thermodynamic systems using the Maisotsenko cycle

Funded by: Ministerio de Ciencia e Innovación

Duration: 01/09/2023-31/08/2026

Description: The challenge addressed by the IMPERFECTHS project is to increase the efficiency of thermodynamic systems that require heat dissipation to operate (namely refrigeration cycles and renewable power generation) with the use of a highly-efficient evaporative cooling techniques: the Maisotsenko cycle.
The overarching aim of the proposal is to assess and quantify the energy efficiency improvement of the above-mentioned thermodynamics systems. This global objective is met by modelling thermodynamic systems in the field of power generation (thermal or PV-driven) and HVAC, building and experimentally testing proofs-of-concept (PoCs), and assessing and quantifying the benefits by means of a simulation. The research objectives (ROs) of this proposal include:

RO1) Modelling of the proposed technologies, analytical or numerical, to research and demonstrate the starting hypothesis.
RO2) Experimental evaluation, in laboratory conditions, of the proposed technologies by building and testing small-scale prototypes (proof of concept, PoC).
RO3) Assessment of the performance and benefits, by means of a simulation, of the proposed technologies compared to traditional technologies.

The new knowledge obtained within IMPERFECTHS will allow researches working in any field that involves waste heat dissipation, such as refrigeration systems, HVAC, desalination, etc., to develop new efficient solutions to the conventional approaches in their fields.

Keywords: Energy efficiency, evaporative cooling, HVAC, PV, power generation, Maisotsenko cycle

Head Researcher: Javier Ruiz Ramírez

AViRobots

Title: Development of an intelligent surveillance and security infrastructure system based on mobile robots

Funded by: AVI (Agència Valenciana de la Innovació)

Duration: 01/2023 - 12/2025

Description: The project focuses on the use of terrestrial mobile robots for the surveillance of indoor and outdoor environments, access control and people identification. It is proposed the realization of technological developments that digitize and automate the tasks of surveillance of buildings and infrastructures by means of mobile robots aided by artificial intelligence techniques. The project considers the development of a complete surveillance system that will integrate: a set of intelligent mobile robots equipped with sensors, a human-machine interface software system that will allow efficient interaction between operators and robots and, finally, a wireless communications system that will allow the exchange of information in the system.

The developed system can be exploited by security companies for the surveillance of indoor or outdoor environments or by law enforcement agencies. During the course of the project, a demonstration system will be created to validate this application and make it ready for a level close to the market. In this way, the aim is to reduce uncertainties about the technical and commercial viability of this technology. The demonstrators will make it possible to test the operation of the monitoring system under real operating conditions and will also make it possible to present the product to companies interested in its commercial exploitation.

This project with reference INNVA1/2023/61 has been funded by the Valencian Innovation Agency.

Keywords: Mobile robots, visual perception, multisensory fusion, infrastructure surveillance

Head Researcher: Arturo Gil, Luis Payá

NANOTERASUCO

Title: Nanoformulaciones de sulfuro de cobre como agentes terapéuticos para tumores de mal pronóstico

Funded by: Unisalut

Duration: 2023

Description: Esta acción preparatoria se centrará en demostrar la capacidad de nanoformulaciones de sulfuro de cobre (CuS) de producir hipertermia e inducir muerte celular selectiva en modelos celulares de tres tipos de tumores de mal pronóstico (glioblastoma, carcinoma de páncreas exocrino y de colon). Evaluar su potencial como monoterapia o terapia combinada en este tipo de tumores y explorar las ventajas que supone la activación de estas nanoformulaciones por irradiación en el infrarrojo cercano.

Head Researcher: J.C. Ferrer

Componentes pasivos de altas prestaciones para espacio

Title: Nuevas soluciones tecnológicas de componentes pasivos de altas prestaciones para sistemas de comunicaciones espaciales

Funded by: MINISTERIO DE CIENCIA E INNOVACIÓN

Duration: 3 años

Description:

Los sistemas de comunicaciones espaciales son un activo clave para soportar los servicios y aplicaciones más relevantes de cualquier Sociedad Digital moderna. Entre ellos están los servicios de telecomunicaciones instantáneos y ubicuos (voz de alta calidad, datos a alta velocidad o difusión de radio y televisión), sistemas globales de radionavegación por satélite (Galileo en Europa y GPS en EE. UU.), así como los programas de observación de la Tierra (como Copernicus y Living Planet, financiados por la Comisión Europea -CE- y la

Agencia Espacial Europea -ESA) orientados a la seguridad, estudio del medio ambiente y del cambio climático. Incluso las recientes redes de telefonía móvil terrestre 5G y 6G se verán reforzadas a través de una infraestructura basada en satélites. Como resultado, los ciudadanos de todo el mundo (y en particular los europeos y españoles) se benefician enormemente en términos de crecimiento económico, bienestar social y avances científicos y tecnológicos.

En la actualidad, el Programa Espacial Europeo está siendo impulsado (por la ESA, la CE y el sector industrial) a través de satélites de próxima generación al servicio de importantes proyectos espaciales: la segunda generación de Galileo y la tercera generación de METEOSAT, las próximas cinco misiones Sentinel y el satélite EarthCARE de los programas Copernicus y Living Planet, y las nuevas líneas de producto en satélites de telecomunicaciones denominadas Spacebus y Eurostar Neo. Además, las mega constelaciones de

pequeños satélites (proyectos SpaceX y OneWeb) que brindan conectividad global a Internet están en plena expansión. Y todo gracias al establecimiento de enlaces avanzados de comunicación por satélite, basados en nuevos equipos de alta frecuencia (componentes pasivos y antenas) que utilizarán tecnologías emergentes.

Por lo tanto, como también sugieren los principales actores del sector espacial (la ESA, así como empresas multinacionales y españolas), se deben idear y diseñar soluciones novedosas para dispositivos pasivos de alta frecuencia y elementos radiantes. Estos nuevos equipos tendrán que abordar desafíos múltiples e interdisciplinares, en términos de tamaño eléctrico (compactos), frecuencia adaptativa y recursos de ancho de banda espectral (reconfigurables), mayores niveles de potencia de transmisión (lidiando con los efectos de

descarga e intermodulación) y viabilidad de fabricación (problemas de precisión y repetibilidad). Además, estos requisitos deberán abordarse adecuadamente en diversos rangos de frecuencia (que cubren las bandas de ondas de RF, microondas, milimétricas y submilimétricas).

En este subproyecto se diseñarán nuevos dispositivos pasivos para los sistemas de comunicación por satélite de próxima generación mediante la modelización y validación de nuevos componentes de altas prestaciones (filtros, multiplexores y baluns) en diferentes tecnologías, tales como la guía de onda clásica (filtros, uniones con multiplexación y baluns), la híbrida (estructuras SIW periódicas parcialmente vaciadas y basadas en metamateriales) y la tecnología gap-waveguide en sus versiones groove y ridge. En todos los casos, se prestará especial atención a sus capacidades de manejo de potencia, que se estudiarán mediante un enfoque multifísico, y se investigarán nuevas soluciones (basadas en topologías novedosas y en revestimientos de paredes metálicas de guías de ondas) para mitigar el efecto multipactor (descarga de RF).

Head Researcher: Stephan Marini y Angela Coves

MEta-surface RolLIng Noise

Title: ESTUDIO DE LA EMISION SONORA DE METASUPERFICIES DE RODADURA DURANTE EL PASO DE UN NEUMÁTICO

Funded by: Generalitat Valenciana

Duration: 01/01/2023-31/12/2024

Description:

La optimización acústica de los vehículos silenciosos mejora los ambientes sonoros en las ciudades, si bien es cierto que a su vez conllevan otros problemas al reducir su detectabilidad. Los sistemas de advertencia embarcados (AVAS) tratan de solventar esta dificultad, pero plantean serias limitaciones al incrementar los niveles de presión sonora en escenarios muy silenciosos y proponer sonidos enlatados muy alejados del entendimiento general de un vehículo desplazándose. Estas limitaciones, así como la continua presencia de otras tipologías de vehículos silenciosos como patinetes y motocicletas eléctricas o vehículos convencionales con motores supersilenciosos, así como entornos especialmente sensibles (zonas semipeatonales, salidas y entradas de aparcamientos o carriles bici), permiten pensar en emplear la rodadura como sistema generador de señales de advertencia gracias al contacto rueda/pavimento. Por todo ello, el objetivo de este proyecto es modelizar el comportamiento acústico provocado por la rodadura sobre metasuperficies especialmente diseñadas para mejorar la detectabilidad de vehículos silenciosos en entornos sensibles.

Keywords: Vehículo eléctrico, ruido de rodadura, contaminación acústica, detectabilidad, warning sound, AVAS

Head Researcher: Nuria Campillo Davó

META-TPIN

Title: Desarrollo y caracterización de prototipo de metasuperficie de rodadura

Funded by: Vicerrectorado de Investigación de la Universidad Miguel Hernández de Elche

Duration: 2023

Description:

La emisión sonora generada por el tráfico rodado es una de las principales fuentes de ruido en entornos urbanos e interurbanos. El ruido emitido por un vehículo está generado por diferentes sub-fuentes, agrupadas en tres categorías: ruido generado por motor y sistema de tracción, ruido producido en la interacción neumático/pavimento –ruido de rodadura (TPIN –Tyre/Pavement Interaction Noise)-, y ruido aerodinámico. La creciente presencia de motorizaciones híbridas y eléctricas en el parque automovilístico, y la consiguiente reducción del ruido mecánico, puede contribuir a mejorar los ambientes sonoros en las ciudades en entornos con bajas velocidades de circulación. No obstante diferentes estudios han demostrado que esos bajos niveles de emisión sonora provocan una sensible reducción de su detectabilidad por parte de peatones y otros usuarios de la vía. Los sistemas de advertencia embarcados (AVAS) tratan de solventar esta dificultad, pero plantean serias limitaciones al incrementar los niveles sonoros en escenarios muy silenciosos y proponer sonidos enlatados muy alejados de ser reconocidos como el sonido de un vehículo tradicional desplazándose. Esta circunstancia lleva a plantear el empleo de la rodadura como sistema generador de sonido de advertencia, a través de un uso estratégico de esta fuente sonora, mediante el empleo para ello de metasuperficies de rodadura. El objetivo de la presente propuesta es el desarrollo y caracterización de un prototipo de metasuperficie de rodadura, partiendo para ello de un diseño digital preliminar cuyas características son conocidas. Se analizará el proceso de manufactura más conveniente a seguir para su elaboración, y los materiales a emplear. Una vez fabricado, se caracterizará su respuesta sonora a partir de una campaña de ensayos acústicos en condiciones estáticas.

Keywords: Vehículo eléctrico, ruido de rodadura, contaminación acústica, detectabilidad, warning sound, AVAS

Head Researcher: Nuria Campillo Davó

ISEC2023 - Conferencia Internacional de Energía Solar

Title: INTERNATIONAL SOLAR ENERGY CONFERENCE

Funded by: Generalitat Valenciana - Ayudas a la investigación 2023

Duration: 1 día

Description: Jornada Internacional sobre generación de energía eléctrica con Instalaciones Solares Fotovoltaicas, organizado por los profesores del I3E, Dra. Carolina Senabre Blanes y Dr. Sergio Valero Verdú.
Noviembre de 2023, Universidad Miguel Hernández de Elche.
https://youtu.be/YAbQirIExtg
PROGRAMA
- PVGIS, como herramienta de ayuda para el diseño de instalaciones fotovoltaicas. Sergio Valero Verdú. UMH.
- Cómo evolucionará la tecnología de los módulos fotovoltaicos en los próximos años. Jean Francois. AMARA NZero.
- Instalaciones agrovoltaicas en el campo de Elche. Demetrio López Sánchez. Demesol/UMH.
- Cooperación internacional del grupo de investigación EPIC con países en desarrollo.
- Redes Reconfigurables Conectadas de sistemas fotovoltaicos. Guillermo Velasco Quesada. UPC
- Comunidades Energéticas. Alberto Martínez Sentana. College of Technical Engineers of Alicante
- Oportunidades de financiación de la UE para I+i en energía solar. Oscar Salazar Torres. Euro-Fundlng
- Mercado de Generación Distribuida, Tendencias y Desafíos Futuros. José Déciga Gusi. Global Smart Solar Projects. Iberdrola.
- Instalador autorizado: un jugador clave en la transición energética. Juan Abad Server. APEME.
- La transición a las energías renovables de Lituania y el impacto ambiental de KTU: un proyecto de energía solar y geotérmica. Darius Andriukaitis. KTU Lituania.
- Modelado y seguimiento de sistemas fotovoltaicos en Comunidades Energéticas. Vicente Galiano. UMH.

CONFERENCIA SUBVENCIONADA POR LA CONSELLERIA DE INNOVACIÓN, UNIVERSIDADES, CIENCIA Y SOCIEDAD DIGITAL DE LA GENERALITAT VALENCIANA. SUBVENCIONES PARA LA ORGANIZACIÓN Y DIFUSIÓN DE CONGRESOS, JORNADAS Y REUNIONES CIENTÍFICAS, TECNOLÓGICAS, HUMANÍSTICAS O ARTÍSTICAS DE CARÁCTER INTERNACIONAL (CIAORG2022/24).

Keywords: Congreso, Energía Solar Fotovoltaica, Instalaciones de autoconsumo fotovoltaico. Energía renovables. Generación de energía eléctrica distribuida

Head Researcher: Carolina Senabre y Sergio Valero

6G-SHINE

Title: 6G SHort range extreme communication IN Entitites

Funded by: HORIZON-JU-SNS-2022

Duration: 30 meses

Description: The 6G-SHINE project will pioneer the main technology components for in-X wireless subnetworks, short range low power radio cells to be installed in a wide set of vertical and consumer entities like robots, vehicle, production modules, classrooms, for the sake of supporting extreme communication requirements in terms of latency, reliability, or data rates. 6G-SHINE will leverage the opportunities offered by the peculiar deployment characteristics of such short range subnetworks, for a highly performant yet cost-efficient radio design that allow to bring wireless connectivity to a lever of pervasiveness which has never been experienced earlier. 6G-SHINE copes with topics "New IoT components and devices" and "New physical layers and associated protocols" of strand B-01-03 in the SNS work programme. Research will span physical layer, medium access control protocols, radio resource management of these in-X subnetworks, as well as connection with a broader 6G 'network of networks'. The performance of the designed solutions will be analyzed via simulations, and -for selected technologies- over demonstrator platforms. The project will result in a broad set of technology solutions that will be disseminated via scientific publications. Also, the designed solutions will be brought to future 6G standardization, and will be used in future telecommunication equipment and networks. The consortium consists of 12 partners that together bring essential expertise to each of the identified technologies with a mixture of academic institutions and industry players with a strong research department, representing the essential parts of the value chain of wireless short range communications.

Keywords: subnetworks; URLLC; PHY; MAC; radio resource management; RIS; wireless architectures

Head Researcher: Javier Gozalvez

Generación de señal en Fotónica de Microondas por desplazamiento de frecuencia

Title: Frequency Shifting Microwave Photonics Signal Generation

Funded by: AEI - MCIIN

Duration: 01/09/2021 - 31/08/2024

Description: As inscribed in a multidisciplinary and vigorous research field, photonics systems benefit from a broad application arena that encompasses not only interdisciplinary challenges but also technical advances. The last decade has witnessed the progressive introduction of digital generation and processing techniques, and optical coherent detection strategies in Microwave Photonics (MWP) systems for reflectometry, lidar, optical fiber sensors, and also photonics-assisted radars, opening novel paths for the implementation of new-generation optical fiber metrology and radar systems. Within this context, project FRESH MWPSIG represents an effort towards the development of compact, robust, and versatile photonic signal generation systems for generic optical metrology applications.

Based on the experience gained in a previous project, the proposed research axes encompasses, on the one hand, the identification of acousto-optics frequency loops (AO-FSL) as candidates to versatile sources for fiber-based pulse compression systems in the optical coherent domain, due to its simple layout, absence of high-bandwidth electronics, and the associated simplification of the coherent receiver’s architecture inherited from the single-sided character of the generated optical frequency comb. On the other, the second axis focuses in the design of classical optical metrology systems, namely optical frequency-domain reflectometers and low-coherence interferometers, using its integration with down-conversion MWP concepts. Here the main focus is on developing novel architectures that improve the previously demonstrated layouts in terms of simplicity, robustness, and compactness by use of bidirectional, step-frequency electro-optic modulation.

In the first of these axes, the global objectives are the generation of novel families of optical waveforms in AO-FSL by use of the inclusion of standard optical filters within the loop, the addition on functionalities at systems’ level by the integration of synchronous modulation and coding stages, and the development of digital pulse compression systems in the coherent optical domain using simple heterodyne detection, for its application in optical reflectometry. In the second of these axes, the objectives are the inclusion of some selected technical improvements in the proposed setups, identified in the previous project, and also the systematic use of down-conversion techniques based on electro-optic modulation.

The proposed research activities are to be considered of basic nature, and so the project is presented as a purely investigation program. However, the proposed actions show potential applications related to a multitude of scenarios associated to the development of optical characterization, optical fiber sensor, radar and lidar systems for defense, security, surveillance, and monitoring of critical infrastructures, resources, or natural disasters. In this regard, and following our previous experience, the project is also conceived with a strong application-oriented focus, where its main findings will be exemplified in selected scenarios of practical relevance. Due to the versatility of the techniques involved, it is envisoned that the strategies put foward in the present project FRESH MWPSIG will play a key role in future fiber-optics optical metrology and signal generation systems.

Keywords: Photonics, coherent, pulse, compression, coding, frequency, shifting, loops, modulation, reflectometry

Head Researcher: Carlos R. Fernández-Pousa

Modelado predictivo y caracterización física de dispositivos optoelectrónicos e híbridos mediante técnicas de inteligencia artificial soportadas por aprendizaje automático y profundo

Title: Modelado predictivo y caracterización física de dispositivos optoelectrónicos e híbridos mediante técnicas de inteligencia artificial soportadas por aprendizaje automático y profundo

Funded by: Generalitat Valenciana. Programa I+D+i 2022. Conselleria de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital.

Duration: 01/01/2022 - 31/12/2023

Description: Este proyecto plantea la optimización y mejora de las propiedades de dispositivos optoelectrónicos como fotodectectores orgánicos e híbridos mediante modelado predictivo sustentado por técnicas computacionales de Inteligencia Artificial tales como regresión e inferencia gaussiana, aprendizaje automático y profundo, aprendizaje por refuerzo y aprendizaje por transferencia. El procedimiento de fabricación de estos dispositivos entraña una serie de costes y riesgos, los cuales se pretenden minimizar a partir de la obtención de una caracterización predicha mediante modelos predictivos computacionales, sustentados principalmente por redes neuronales convolucionales. Así pues, se espera mejorar los resultados reales en términos de sus propiedades eléctricas, como son sus magnitudes de tensión, corriente y eficiencia de conversión. Pero también en términos de comportamiento temporal, ciclos de vida medio, durabilidad, así como en aspectos relacionados con el ecodiseño: residuos de fabricación, huella de CO2, huella hídrica, etc.

A su vez, las mencionadas técnicas computacionales, permitirán actualizar los modelos predictivos con los datos de caracterización reales, medidos tras la fabricación de los dispositivos. El modelado también tendrá por objeto la optimización de las variables y parámetros implicados en la fabricación, especialmente concentrada en los materiales fotoelectrónicos basados en el dopados por óxido de grafeno reducido con inclusión del rGO en la capa de transporte. Además, también se trabajará con dispositivos asistidos por nanopartículas semiconductoras inorgánicas con inclusión de nanocompuestos en la capa activa. Finalmente, y dado el bajo coste de estos dispositivos, también se modelará el comportamiento de los mismos, una vez integrados en un sistema de comunicaciones digitales con luz en el espectro visible.

Head Researcher: David Valiente

Noise Impact of Electric Bus (NIEB)

Title: Noise Impact of Electric Bus (NIEB)

Funded by: UMH

Duration: 2022 - 2023

Description: El silencio relativo producido por los vehículos propulsados eléctricamente se presupone como un beneficio medioambiental en términos referentes a mapas de ruido, como documentos administrativos de cuantificación de la contaminación acústica ambiental, siendo una variable a incluir en futuras regulaciones en el ámbito de la contaminación acústica ambiental. Los modelos de predicción de ruido con los que se generan los actuales mapas de ruido solicitados en la Directiva Europea 2015/996, hasta el momento, solo contemplan vehículos convencionales como parte del que tráfico rodado, sin tener en cuenta medios de propulsión alternativos. La inclusión en los modelos de predicción de la propulsión electrificada es una de las líneas de investigación viene desarrollándose desde diferentes puntos de vista independientemente de la repercusión medioambiental que los vehículos eléctricos tendrían como beneficios relacionados con la Agenda 2030 de la Unión Europea.

El objetivo del proyecto iría enfocado a evaluar de la repercusión sonora de los autobuses urbanos electrificados que circulan en la ciudad de Elche, empleando para ello una adaptación del actual modelo de predicción sonora CNOSSOS para el estudio del ruido instantáneo que generarían durante la circulación de los mismos mediante sistemas integrados GPS. Con todo ello se compararían niveles sonoros de vehículos circulando en rutas repetitivas, comparando así niveles sonoros en función de las condiciones del tráfico, modos de conducción y sistemas de propulsión, pudiéndose añadir otros datos evaluables de cara a los objetivos la Agenda 2030.

La metodología a emplear para alcanzar el objetivo global del proyecto pasaría por llevar a cabo los siguientes apartados:
1. Caracterización sonora del vehículo mediante mediciones experimentales controladas.
2. Adaptación del modelo actual de predicción sonora CNOSSOS avalado por la Directiva Europea 2015/996 a partir de registro de sistemas de GPS
3. Análisis de resultados

Keywords: Electric vehicle, noise mapping, noise pollution, 2030 Agenda

Head Researcher: Héctor Campello Vicente

HORAS

Title: Optimal classification of pieces in production proceses

Funded by: Ministerio de Ciencia e Innovación

Duration: 3 años

Description: HORAS project is composed of two parts. First one, aims to design and program a robotic station, formed by a set of "n" robots, performing a pick-and-place process of flat pieces for the apparel industry and its subsequent classification, either by type or by pieces needed to create a product. The second part is software development based on the programming of a system using Python to obtain data from CAD files from industrial machinery and send it directly to the set of robots transferring CAD information directly to the system to perform the gripping and sorting operations. First, we will conduct a study of the current state of the art in the use of general purpose, parallel and collaborative industrial robots to determine which ones are best suited to the task to perform. Once the process features and robots have been analyzed, the virtual station will be designed using selected manufacturer's software. This station will perform the process of cutting sheets of a material using a CNC machine and then, thanks to a conveyor belt, these pieces will be transported to the pick- and-place station, where the robots, suspended on a gantry on the belt, will be in charge of performing the pick-and-place task and its subsequent classification and placement of the pieces. Finally, we will focus on the simulation of the station, with the analysis and evaluation of obtained results to check its correct operation. To carry out this process, we will design and build the necessary tooling to equip the robot system with the capacity to grip flat pieces for optimized sorting. This tooling will take into account that some of the materials used in the fashion industry are very porous, so it will be equipped with a matrix of vacuum suction cups and an additional matrix of needles for gripping porous and delicate materials. Each of the matrix elements will be selectively activated to grip only the target piece and not the adjacent ones. To this end, a computer vision algorithm will be created with the ability to position the robot tooling so that there are the maximum number of tool gripping points for each of the pieces being handled. The gripping of the pieces by the robot cannot be done by vision recognition since the pieces are cut in the raw material from which they come out. This cut is so thin that it is imperceptible to the machine vision system and it is necessary to use the information coming from the CAD file of the machine to be able to know the position and orientation of each of the pieces. Therefore, in the second part of the project, we will develop a Python program to read the files obtained from a CNC machine with the design of the cut made, provided by the company Comelz and with which we will obtain the position data, rotation, and the name of each of the template models present in the file. These data will be sent through a socket to the robot in its native language. With this data, the robot will be able to perform the pick-and-place task, in a more automated way, and its subsequent classification. The goal of the system is to perform the manipulation of hundreds of pieces in the shortest time possible. For this purpose, a set of robots will be used working coordinated so as not to collide with each other and to grab each piece to perform the task in the minimum possible time, including especially the order of the operations to be performed.

Keywords: Computer vision, robotics, optimization

Head Researcher: Carlos Pérez Vidal

Diseño de filtros de microondas y estudio de efectos de potencia

Title: Diseño eficiente de filtros de microondas en tecnología guiada y estudio de efectos de potencia -multipactor y corona- en dispositivos pasivos de microondas -filtros y antenas-

Funded by: Conselleria d'Innovació, Universitats, Ciència i Societat Digital, Generalitat Valenciana

Duration: 3 años

Description: Este proyecto pretende, por un lado, abordar el diseño optimizado de filtros de microondas, mediante el desarrollo de soluciones tecnológicas novedosas para los circuitos de alta frecuencia implementados en

tecnología guiada presentes en las cargas útiles embarcadas en sistemas de comunicación espacial. Por otro lado, en este proyecto se persigue también el estudio de efectos de potencia -multipactor y corona- en dispositivos pasivos de microondas -filtros y antenas-. Entre dichos efectos de potencia, se estudiará el efecto multipactor en nuevos componentes basados en guía de onda rectangular parcialmente rellena de dieléctrico y en distintos componentes de microondas basados en tecnología planar vacía, concretamente, en los basados en tecnología Groove Gap Waveguide (GGW) y en tecnología Empty Substrate Integrated Waveguide (ESIW). También se estudiará el efecto corona en diversos dispositivos de microondas, como filtros y antenas. Todos estos componentes están presentes en los subsistemas embarcados en los satélites de las plataformas espaciales, en los cuales existen campos de RF muy intensos y están sometidos a condiciones de ultra-alto vacío, siendo por tanto susceptibles de que se produzca una descarga de multipactor o la aparición del efecto corona en los mismos.

Keywords: filtros de microondas, efecto multipactor, efecto corona

Head Researcher: Ángela Coves Soler

Soluciones avanzadas en tecnología de guías integradas en sustrato y con estructuras periódicas para enlaces de conectividad digital con pequeños satélites

Title: Soluciones avanzadas en tecnología de guías integradas en sustrato y con estructuras periódicas para enlaces de conectividad digital con pequeños satélites

Funded by: Proyectos de transición ecológica y digital 2021. Ministerio de Ciencia e Innovación

Duration: 2 años

Description: En este proyecto, se explorará la nueva tecnología SIW a emplear en un primer demostrador de nanosatellite en banda-C (con pérdidas más bajas, y que por tanto requerirá fuentes de alimentación de menor potencia, y con un mejor aislamiento frente a interferencias externas). Para el primer demostrador en banda-C, se emplearán estructuras SIW periódicas y basadas en metamateriales para diseñar elementos de interconexión sub-wavelenth (más cortos), así como filtros y redes de alimentación de antenas. En otras tecnologías, el subproyecto también contribuirá con diseños novedosos de filtros planares avanzados, incluyendo su excitación coaxial y considerando soluciones mejoradas en términos de efectos térmicos y de descarga de RF. Por último, la tecnología de guía de ondas groove-gap (GGW) también se utilizará para desarrollar componentes pasivos (por ejemplo, líneas de transmisión y filtros) para el segundo demostrador en banda Ku, incluida la validación (simulaciones y pruebas). para aplicaciones espaciales.

Keywords: Pequeños Satélites, CubeSats, Comunicaciones Digitales de Alta Velocidad, Internet por Satélite (IoS), Conectividad Global, Internet de las Cosas (IoT), Economía Digital, Inclusión Social, Equipos de Alta Frecuencia, Demostradores Tecnológicos

Head Researcher: Ángela Coves Soler, Miguel Ángel Sánchez Soriano

TED2021

Title: Development of intelligent mobile technologies to address security tasks and surveillance indoors and outdoors

Funded by: Agencia Estatal de Investigación. Ministerio de Ciencia e Innovación

Duration: 12/2022 - 11/2024

Description: This project proposes using mobile robots and machine learning technologies to carry out surveillance and security tasks in indoor and outdoor environments. During the course of the project, it is expected to generate scientific knowledge and carry out technological developments that digitize and automate the tasks of surveillance of buildings, infrastructures and industry. Such developments are expected to have potential of technology transfer to security companies, State security forces and emergency units.

Currently, these tasks are carried out by specialized personnel, with the aid mainly of cameras located in fixed positions and cctv systems. In this project, it is proposed to perform this surveillance in a much more effective way and more safely for these personnel, with the support of cooperating mobile robots that can patrol the areas to be monitored and use different types of sensors (omnidirectional vision cameras, infrared cameras, laser range and proximity sensors) and sensor fusion technologies to address two major problems: (a) robot navigation through the environment to be monitored, including building a model or map, localization and trajectory planning and (b) interpretation of the environment so that suspicious objects, intrusions by unauthorized personnel and other potentially dangerous situations such as fire sources and overheating in facilities can be detected. The project includes the creation of an intuitive graphical interface that allows the user to interact with the robots and maps created, know the alarms that have been generated and influence the task carried out by the robots.

Both the cooperation between the robots themselves and the cooperation between the potential remote operator and the robots is critical to effective surveillance. It is a cutting-edge technological aspect with great development in current international research works. Other technologies involved in the project, such as object and person recognition, deep learning and autonomous robot navigation, are also among the most developed today. The proposing research group has a consolidated track record and extensive experience in the fields of mobile robotics, machine learning, image processing and sensor fusion.

Therefore, the proposed idea is framed within the field of digital transition and seeks to improve and enhance technology to apply it to security and surveillance tasks in buildings, infrastructures and facilities. The main goal of the project is to ameliorate the quality of the work of security employees and improve the competitiveness of security companies. In particular, the use of mobile robots is proposed in situations in which the use of static security cameras is inappropriate or insufficient, or to serve as support and assistance to existing security personnel. A use case will be, for example, the surveillance of large areas of land in adverse conditions (cold, extreme heat). In addition, the mobile robots will be equipped with sensors that will allow the detection of intrusions or security failures in low or no lighting conditions. The proposal also aims to have a minimum ecological impact, as it will use highly efficient electric mobile robots.

This project has been founded by Agencia Estatal de Investigación. Ministerio de Ciencia e Innovación

MICIU Servicio de Comunicación, Marketing y Atención al ...

Keywords: Mobile robot, computer vision, image processing, sensor fusion, robot navigation, deep learning

Head Researcher: A. Gil, L. Payá

Aplicación de la inteligencia artificial como herramienta de mejora de la eficiencia energética en edificios municipales de la provincia de Alicante

Title: Aplicación de la inteligencia artificial como herramienta de mejora de la eficiencia energética en edificios municipales de la provincia de Alicante

Funded by: Diputación de Alicante

Duration: 2022

Description: sri.umh.es

En 2018, la Directiva Europea de Eficiencia Energética en Edificios (EPBD 2018/844) propuso a los Estados miembros el uso de un nuevo indicador de Eficiencia Energética directamente relacionado con el nivel de inteligencia de los edificios, denominado SRI (Smart Readiness Indicator). Dicho indicador engloba el uso de las Tecnologías Emergentes (IA, BlockChain, BigData, IoT, etc.) como una herramienta más para alcanzar los objetivos de la Unión Europea para 2050 en materia de ahorro de energía, descarbonización de los edificios y reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).

El presente proyecto se centra en analizar edificios de la administración pública de la provincia de Alicante para, aplicando la metodología SRI propuesta por la Unión Europea, determinar el nivel de preparación inteligente de los mismos y proponer soluciones de mejora que contribuyan al ahorro energético, la reducción de GEI y la mejora de la calidad y el confort de sus ocupantes. Como resultados finales del proyecto se contará con un informe final del nivel de inteligencia de 6-10 edificios de la administración pública de la provincia de Alicante, incluyendo diferentes tipologías de uso (administrativo, docente, cultural, etc.), con la finalidad de poder caracterizar los edificios públicos existentes de la provincia. Asimismo, se detallarán las propuestas de mejora más apropiadas en función de la tipología de edificio, con el objetivo final de
contribuir al ahorro energético, la reducción de emisiones de GEI y la mejora de la calidad y el confort de sus ocupantes.

Las acciones propuestas se listan a continuación:
A.1. Búsqueda bibliográfica
A.2. Definición y adaptación de la metodología
A.3. Selección de los edificios tipo
A.4. Programación del plan de visitas
A.5. Visitas y toma de datos
A.6. Determinación del índice SRI
A.7. Identificación y desarrollo de un conjunto de propuestas de mejora
A.8. Divulgación de resultados.
A.9. Desarrollo de una web específica del proyecto.

Keywords: Edificios inteligentes, sistemas de control, SRI, eficiencia energética, flexibilidad

Head Researcher: F. J. Aguilar

SubActuatedRobots

Title: Securing manipulator robots with free-swinging joint failures by extinguishing their uncontrolled self-movements

Funded by: CONSELLERIA DE INNOVACIÓN, UNIVERSIDADES, CIENCIA Y SOCIEDAD DIGITAL

Duration: 1/1/22-31/12/23

Description:

When a fully actuated robot suffers a free swing failure (or torque failure) in any of its actuated joints, the robot becomes underactuated and allows uncontrolled movements even if we block the rest of the healthy actuators. Such uncontrolled movements are dangerous because they can cause the robot to collide with itself or with obstacles in the environment.

In this project we propose to develop a method to control robots that have suffered such free swing failure, in order to lock the underactuated robot without using redundant actuators or brakes, safely suppressing its uncontrolled free swing movements. The proposed method consists of varying the healthy actuated joints until the self-motion motions of the underactuated robot degenerate to a point. Such self-motion varieties are higher-dimensional curves, surfaces, and analogs, and their shape and size change as the healthy actuated joints move. Since uncontrolled motions of an underactuated robot occur along such self-motion moieties, making such moieties degenerate at a point effectively suppresses such uncontrolled motions, since the range of uncontrolled motion of the robot is reduced to a single point.
Valencian Innovation Agency

Keywords: Parallel robot, underactuated, redundant, self-moving varieties, free swing failure, torque failure

Head Researcher: Adrián Peidró

TorqFailRob

Title: Control of parallel robots that have suffered torque failure

Funded by: Universidad Miguel Hernández, Vdo. de Investigación

Duration: 1/1/22-31/12/22

Description:

This project aims to develop control and stabilization algorithms for parallel robots that have suffered torque failure in one of their actuators. When this happens, the joint connected to the failed actuator behaves as a passive joint that can rotate freely, causing the loss of control of the robot. This is a dangerous situation since the robot can move freely without control and could collide with itself or with objects in the environment.

The method intended to be applied in this project is novel since it does not require brakes or redundant actuators, and consists of moving the healthy actuators of the robot to positions where the self-motion varieties vanish. Such self-motion varieties are curves or surfaces on which the robot can slide freely when its healthy actuators are blocked.

Keywords: variety of self-motion, parallel, underactuated robot

Head Researcher: Adrián Peidró

Sistemas de up-conversion de imágenes de alta resolución

Title: Sistemas de up-conversion de imágenes de alta resolución

Funded by: Conselleria d'Innovació, Universitats, Ciència i Societat Digital, Generalitat Valenciana

Duration: 3 años

Description: Este proyecto está orientado a la consecución de sistemas de up-conversion de imágenes de alta resolución y buena eficiencia cuántica. Queda claro, que el avance de este tipo de sistemas, depende principalmente de la resolución de las imágenes, y dentro de los factores que afectan, el factor más limitante es la aceptancia angular en los procesos de ajuste de fase (PM, phase matching) o cuasi ajuste de fase (QPM, quasi-phase matching). Típicamente, las tolerancias angulares se sitúan en torno a la decena de miliradianes por centímetro de cristal. Con ajuste de fase no crítico convencional, y phase-matching tangencial, es posible incrementar hasta unos pocos cientos de mrad x cm [28], alcanzando resoluciones típicas de un sensor de 640 x 512 píxeles. Sin embargo, es posible aumentar sensiblemente estos valores, alcanzando resoluciones típicas de sensores en el orden de los 1280 x 1024 píxeles, y presumiblemente bastante más, mediante las técnicas a investigar en este proyecto y su adecuada combinación. Aunque en el proyecto se orientará por comodidad a demostrar técnicas nuevas en las bandas SWIR (en torno a 1550 nm), y MWIR (en torno a 3.5 micras), las técnicas serían luego adaptables a otras regiones del infrarrojo, e incluso en el rango de los THz, proporcionando herramientas mejoradas. No obstante, las regiones de 1550 nm y 3.5 micras son ya de por sí útiles en diversos campos científico-técnicos.

Keywords: upconversion, optica no lineal, laser de estado solido

Head Researcher: J. Capmany, H. Maestre

Gemelos Digitales Cognitivos basados en 5G e IA para Sistemas de Movilidad y Fabricación Autónomos

Title: Gemelos Digitales Cognitivos basados en 5G e IA para Sistemas de Movilidad y Fabricación Autónomos

Funded by: AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

Duration: desde 01/12/2022 hasta 30/11/2024

Description: Mantener la competitividad y bienestar Europeos requiere de inversiones hacia una digitalización que respete los valores digitales europeos, y mejore la eficiencia y sostenibilidad. DiGiT contribuirá a estos objetivos a través de nuevos modelos y soluciones digitales basados en 5G e IA para la movilidad autónoma conectada y la Industria 4.0. La digitalización está ya transformando la movilidad, pero se espera un impacto más notable con la movilidad autónoma conectada. La digitalización es el núcleo de la movilidad autónoma, ya que los vehículos autónomos (AV) utilizan tecnologías digitales y sensores para generar modelos digitales de su entorno. Los AVs utilizan estos modelos para su planificación y control, por lo que el modelado digital preciso del entorno de conducción es clave para una movilidad segura, eficiente y sostenible. La conectividad puede ayudar a mejorar la percepción de los AVs utilizando sistemas de percepción cooperativa que permiten el intercambio de datos sobre objetos detectados entre vehículos, y entre vehículos y la infraestructura digital. Sin embargo, presenta importantes retos tecnológicos: la escalabilidad de las comunicaciones; la colaboración efectiva entre vehículos e infraestructura; y la fusión de datos de sensores locales con datos recibidos de otros vehículos y la infraestructura. Para abordar estos retos, DiGiT implementará un software de alta fidelidad que integre modelado 3D, conducción autónoma y comunicaciones. Con él, DiGiT diseñará nuevos sistemas de percepción cooperativa basados en 5G que garanticen un intercambio fiable de datos teniendo en cuenta el valor de los datos a transmitir. DiGiT desarrollará también esquemas cognitivos basados en IA que pueden anticipar el estado de la conectividad y el contexto vehicular para optimizar la forma en que los vehículos intercambian información. DiGiT contribuirá también a la transformación de la industria creando entornos de producción digitalizados, inteligentes y conectados para una fabricación sostenible, sin defectos ni residuos. Esto requiere de la digitalización de los sistemas de producción a través de Gemelos Digitales. Las redes 5G son un catalizador tecnológico clave para la digitalización de la industria ya que pueden proporcionar conexiones resilientes, de baja latencia y auto-reconfigurables entre los gemelos físicos y digitales.

Además, 5G es clave para interconectar unidades de producción, y desarrollar sistemas de producción más flexibles y personalizados. Para ello, es necesario integrar las capacidades de 5G en los modelos digitales de fabricación, y DiGiT diseñará los primeros modelos digitales (Asset Administration Shells, AAS) de 5G basados en redes privadas. DiGiT integrará los 5G AAS con los modelos industriales digitales que utilizarán interfaces (OPC-UA) para intercambiar datos entre componentes. DiGiT diseñará modelos digitales 5G AAS pasivos que representan las características de los componentes 5G, y también nuevos modelos 5G AAS activos que modelan su funcionamiento. DiGiT diseñará también soluciones cognitivas basadas en IA para la gestión de 5G que permitan una autogestión y configuración de la red en función de las demandas del servicio y del contexto para garantizar conexiones industriales resilientes. DiGiT contribuirá también a la efectiva integración de 5G en los sistemas de producción a través del diseño de nuevos métodos para la planificación y dimensionado conjuntos de los sistemas de producción y redes 5G.

Keywords: 5G, IA, transición ecológica, transición digital,

Head Researcher: GOZALVEZ SEMPERE, JAVIER MANUEL. SEPULCRE RIBES, MIGUEL.

Zero-SWARM - - ZERO-ENABLING SMART NETWORKED CONTROL FRAMEWORK FOR AGILE CYBER PHYSICAL PRODUCTION SYSTEMS OF SYSTEMS

Title: Zero-SWARM - - ZERO-ENABLING SMART NETWORKED CONTROL FRAMEWORK FOR AGILE CYBER PHYSICAL PRODUCTION SYSTEMS OF SYSTEMS

Funded by: Horizon Europe

Duration: 1st June 2022 to 30 Nov 2024

Description: Zero-enabling smart networked control framework for agile cyber physical production systems of systems (Zero-SWARM), is a project with a total public private investment of almost €10 million launched on the 1st June 2022, aiming to accelerate the uptake of advanced 5G technologies by European manufacturing sector. The project mission is to achieve climate neutral and digitized production via a multidisciplinary, human centric, objective oriented innovative approach resulting in technical solutions for open swarm framework, non-public 5G network, active information continuum and digital twin. In essence, it establishes a unique forum where separately maturing technologies of 5G and cloud-edge continuum, data technologies and analysis (including data spaces and GAIA-X) and operational technology (automation and agility) break their siloes to co-design and co-create through 10 trials. It will showcase key achievements such as smart assembly, sustainable powertrains, improved resilience with remote operation, 5G powered programmable logic controllers (PLCs) for real time distributed control systems, safe and autonomous transport of goods in factory, 5G enabled process aware Automated guided vehicles (AGVs), plug & connect 5G for industry, mobile intelligent agents for zero plastic waste, smart maintenance and optimization, remote quality control for zero defect resilient manufacturing. The project includes 3 testbed groups (in the north, center and south of Europe) with industrial test facilities from previous public/private investments co/creating with reputable industry players. Aligned with the technical activities, Zero-SWARM includes a tailored engagement program towards a wide audience, including collaboration with Digital Innovation Hubs and key initiatives in Europe. In addition, open innovation practices involve industry players as clients of developed technologies via Zero-SWARM community with 400 users and the expression of interest mechanism.

The 30-month initiative, which has received close to €8 million contribution from the European Commission, is coordinated by the Ethniko Kentro Erevnas Kai Technologikis Anaptyxis (CERTH), a non-profit research and innovation center located in Athens, Greece. Dr. Anastasios Drosou, Principal Researcher at CERTH with years of experience in ICT sector will be the coordinator of Zero-SWARM. Dr. Pouria Sayyad Khodashenas, 5.5G / 6G Expert at Huawei Technologies Sweden, specialist on the Industry 4.0 green & digital transformation will be the technical manager of the project. Dr./Mrs./Mr. X, form Nextworks, will play the role of Zero-SWARM exploitation and innovation manager. Zero-SWARM community is managed by Dr./Mrs./Mr. X, from FundingBox, the Europe's Largest Deep Tech Funding Ecosystem.

Zero-SWARM in line with the European Union prioritizes such as the Green Deal and A Europe fit for the digital age brings together 27 organizations from 10 European countries with complementary expertise and skills. The project partners are, CERTH from Greece; Huawei, Lulea University, from Sweden; ABB, Visual Components, AALTO University, from Finland; nxtControl from Austria; Reepack, Technology Transfer System, Research Wings, Nextworks, from Italy; SICK, Opticoms, EICe, Fraunhofer, RWTH Aachen University, SMS Digital, International Data Spaces Association, from Germany; Accelleran from Belgium; Ubiwhere from Portugal; FundingBox from Poland; AIMEN, Innovalia, S21Sec, i2CAT, Universidad Miguel Hernández, Neutroon, from Spain.

The consortium aims to contribute to the consolidation of Europe’s leading role on sustainable data-driven manufacturing arena, paving the way for boosting the European innovation capacity and creating new market opportunities.

Head Researcher: M. Sepulcre

Comunicaciones 5G V2X para Vehículo Conectado y Autónomo (5GV2X-CAV)

Title: Comunicaciones 5G V2X para Vehículo Conectado y Autónomo (5GV2X-CAV)

Funded by: UNIVERSIDAD MIGUEL HERNANDEZ DE ELCHE

Duration: Desde 01/01/2022 hasta 31/12/2022

Description: El proyecto complementa las líneas de investigación del solicitante en el campo de las comunicaciones 5G para dar soporte a los servicios V2X de vehículo conectado y autónomo. Por un lado, parte de los esfuerzos se dedicarán al estudio de las comunicaciones 5G NR V2X modo 2 que posibilitan la comunicación directa entre los vehículos sin el soporte de la red 5G. El proyecto investigará dos aspectos clave y complementarios de las comunicaciones 5G NR V2X modo 2: 1) análisis a nivel de enlace para determinar el rendimiento de las comunicaciones en función a la configuración de capa PHY de 5G NR V2X (espacio entre subportadoras, modulación y codificación, ancho de banda de canalización, etc.); 2) estudio a nivel de sistema del impacto de los mecanismos de gestión de recursos y MAC de 5G NR V2X. Por otro lado, el proyecto también dedicará esfuerzos a estudiar la viabilidad de soportar los servicios V2X entre vehículos utilizando comunicaciones 5G que son procesadas en los nodos de computación disponibles en la red. En este sentido, el proyecto analizará las diferentes opciones de despliegue disponibles para redes 5G y su integración con arquitecturas de computación (central cloud, edge cloud, MEC, MEC federation, shared data center, etc.) en escenarios en los que los vehículos son servidos por diferentes operadores de red.

Head Researcher: COLL PERALES, BALDOMERO.

Convenio de Colaboración para el desarrollo del proyecto "Plataforma de Simulación 3D para Vehículo autónomo conectado”

Title: Convenio de Colaboración para el desarrollo del proyecto "Plataforma de Simulación 3D para Vehículo autónomo conectado”

Funded by: DIPUTACION DE ALICANTE

Duration: Desde 01/06/2022 hasta 31/10/2022

Description: Los vehículos autónomos emplean sensores para percibir su entorno local de conducción y conducir de forma autónoma, pero las limitaciones de los sensores ante la presencia de obstáculos o condiciones climáticas adversas pueden influir negativamente en su seguridad y eficiencia. Las comunicaciones V2X (Vehicle-to-Everything) pueden reducir este impacto negativo y mejorar la percepción o las capacidades de detección de los vehículos conectados y autónomos al facilitar el intercambio de datos de sensores entre vehículos. Este proceso se denomina generalmente percepción cooperativa, percepción colectiva o sensado cooperativo. La percepción cooperativa permite a los vehículos intercambiar los datos de sus sensores y con ello obtener información adicional sobre el entorno de conducción. Esta información adicional permite que los vehículos receptores sean capaces de detectar objetos que, de otro modo, no serían detectables localmente.

La percepción cooperativa también puede ayudar a mejorar la precisión de los sensores de los vehículos y aumentar la confianza sobre los objetos detectados. La percepción cooperativa es, por lo tanto, esencial para que los vehículos autónomos tengan una percepción precisa del entorno, y su relevancia queda patente por los procesos de estandarización de ETSI y SAE en esta materia, y el interés de asociaciones como el C2C-CC (Car-to-Car Communications Consortium) y el 5GAA (5G Automotive Association). Sin embargo, la comunidad investigadora carece de las herramientas necesarias para investigar adecuadamente soluciones avanzadas de percepción cooperativa. Los estudios realizados hasta la fecha se centran en el estudio del rendimiento de las comunicaciones V2X y tienen un modelado simplificado de los entornos de detección y conducción. El diseño de sistemas de percepción cooperativa requiere un modelado y una simulación detallados de los componentes clave. En este contexto, el objetivo de este proyecto es la implementación de una plataforma software única que combine la conectividad V2X con funciones de detección y conducción autónoma en un entorno de simulación 3D de alta fidelidad. Hasta la fecha, los efectos que las comunicaciones V2X en general, y la percepción cooperativa en particular, tienen sobre el vehículo autónomo no se han podido estudiar en la comunidad por la falta de este tipo de plataformas. Por ello, esta plataforma representará un activo valioso para la comunidad investigadora y los procesos de estandarización en curso, y además posibilitará la I+D+i avanzada en percepción cooperativa.

La plataforma aprovechará los modelos de comunicación V2X implementados en los últimos años por el laboratorio UWICORE de la UMH, y utilizará y extenderá las plataformas de código abierto ampliamente utilizadas por la comunidad investigadora en los dominios de detección y conducción autónoma, como CARLA o Apollo.

Head Researcher: SEPULCRE RIBES, MIGUEL.

RE4DY - European Data as a PRoduct Value Ecosystems for Resilient Factory 4.0 Product and ProDuction ContinuitY and Sustainability

Title: RE4DY - European Data as a PRoduct Value Ecosystems for Resilient Factory 4.0 Product and ProDuction ContinuitY and Sustainability

Funded by:

Duration: 1st June 2022 to 31 may 2025

Description: As part of the green, circular and digital transformation of the European manufacturing community, it is extremely important that data-driven digital manufacturing processes urgently incorporate innovative and active resiliency strategies at production and supply chain levels to maintain their sovereignty and competitiveness levels, respecting European digital values (excellence, privacy, trust) to improve individual and value chain flexibility. In order to achieve long-term resilience to reorganise supply chains or speed up decision making to dealt with any disruption, it is imperative to ensure the implementation of distributed data-intensive intelligent and dynamic industrial decision support, augmentation and automation processes, integrating Artificial Intelligence (smart anticipation) and Intelligent Automation (rapid response) capabilities in Human-Automation symbiosis. Hence, only businesses that can articulate their data, based on AI, digital thread and digital twin solutions, will be able to react rapidly to external shocks. RE4DY mission is to demonstrate that the European industry can jointly build unique data-driven digital value networks 4.0 to sustain competitive advantages through digital continuity and sovereign data spaces across all phases of product and process lifecycle, proposing ?Data as a Product? core concept to facilitate the implementation of digital continuity across digital threads, data spaces, digital twin workflows and AI/ML/Data pipelines. This concept leverages resiliency on top of advanced manufacturing digital processes and value ecosystems supporting the development and implementation of digital continuity, so distributed data management solutions implemented to deal with factory resiliency can be immediately and seamlessly reused to enhance connected factory and value network level processes.

Head Researcher: GOZALVEZ SEMPERE, JAVIER MANUEL.

Gestión de redes 5G and Beyond para el desarrollo de sectores críticos (REACT)

Title: Gestión de redes 5G and Beyond para el desarrollo de sectores críticos (REACT)

Funded by:

Duration: Desde 01/01/2022 hasta 31/12/2022

Description: Las redes 5G y Beyond 5G van a ser catalizadores clave para la digitalización de nuestra economía e industria, así como para el desarrollo de sectores clave como la Industria 4.0 y el vehículo autónomo conectado. El aumento del nivel de automatización de la Industria 4.0 y el vehículo autónomo conectado hace que emerjan nuevos servicios críticos y plantea un escenario de comunicaciones complejo debido al amplio abanico de diferentes aplicaciones y servicios que coexistirán, todos ellos con muy diferentes a la vez que estrictos requisitos de latencia, fiabilidad y ancho de banda. Estos requisitos tan exigentes de los servicios críticos imponen nuevos retos a las redes 5G y Beyond 5G, que requieren mecanismos de gestión flexibles que sean capaces de garantizar los diferentes requisitos de latencia, fiabilidad y tasas de transmisión de los distintos servicios que coexistirán en estos entornos de manera eficiente. En este contexto, en este proyecto se estudiarán soluciones y mecanismos de gestión de redes 5G and Beyond (como técnicas de RAN slicing, scheduling, etc.) eficientes que analicen y/o garanticen los requisitos de latencia y fiabilidad de servicios críticos de la Industria 4.0 y el vehículo autónomo conectado de una manera eficiente.

Keywords: redes 5G and Beyond.

Head Researcher: LUCAS ESTAÑ, MARIA DEL CARMEN

MODULe

Title: PROTOTIPO DE VEHÍCULO ELECTRICO MODULAR ADAPTABLE A DISTINTAS CONFIGURACIONES Y MODOS DE FUNCIONAMIENTO

Funded by: Agencia Valenciana de Innovación

Duration: 01/09/2022 - 30/09/2024

Description:

El proyecto MODULe busca demostrar la viabilidad de un vehículo eléctrico modular para transporte urbano de mercancías y pasajeros. El diseño adaptable y la tecnología innovadora permiten optimizar la eﬁciencia y usabilidad del vehículo, aprovechando las ventajas de la tracción eléctrica y los volúmenes disponibles al eliminar gran parte de la transmisión mecánica tradicional.

Aplicable al transporte tanto de mercancías como colectivo de pasajeros en entorno urbano, y con diseño modular que permite adaptar su conﬁguración a cada aplicación para optimizar su eﬁciencia y usabilidad.
Partiendo del concepto inicial (modelo de utilidad ES 1 229 869 U), se diseña en detalle y construyen prototipos funcionales de un vehículo modular a escala real, en los que se reﬂejan los puntos clave de la tecnología, y que permitirán validarla en un entorno real, analizar los posibles problemas y optimizar las soluciones adoptadas.

Este proyecto con referencia INNVA1/2022/33 ha sido financiado por la Agencia Valenciana de la Innovación a través de su programa de ayudas “Valorización, transferencia y explotación por las empresas de resultados de I+D”

Para más información, puede visitarse la web del proyecto: www.emodule.es

Head Researcher: Miguel Sanchez-Lozano

HyReBot

Title: Hybrid Robots and Multisensory Reconstruction for Applications in Lattice Structures (HyReBot)

Funded by: Ministerio de Ciencia e Innovación

Duration: 09/2021 - 08/2024

Description: The use of reticular structures, which are composed of a number of beams or bars closely intertwined, is widespread nowadays in the construction of all types of fastening and support components for different infrastructures. They are especially indicated in metal bridges but also in roofs of hangars and spacious industrial buildings. They are generally formed by a set of highly interlinked and interconnected bars, joined together by nodes (either rigid or articulated), forming a three-dimensional structural mesh. The execution of both inspection and maintenance tasks on this type of reticular structures is especially challenging owing to (a) the access problems because of the high interconnection of the bars through the nodes and (b) the complexity of going through paths that permit moving from one starting point to a target point while traversing these structural nodes.

Aerial vehicles have been considered along the past few years as a possible solution to automate these inspection and maintenance tasks on reticular three-dimensional structures. However, the high complexity of such structures (often including narrow gaps between nodes and bars and with a strongly heterogeneous distribution) limits the use of this type of aerial vehicles, since they could not enter the different internal locations of the structure that are not easily accessible. Another of the limitations of this type of vehicles is their limited manipulation capacity while they are in the air.

The present research project focuses on this field. The project will explore the possibility of using robotic units that can move along these reticular structures in such a way that they can navigate through them with 6 degrees of freedom and traverse the reticular nodes present in them, regardless of their arrangement, layout and 3D configuration of the mesh. To address these inspection and / or maintenance tasks, this research project proposes the analysis, design and implementation of hybrid robots. They will consist of simple modules with few degrees of freedom, either with serial or parallel structure, designed in such a way that, when combined into hybrid robots, they can effectively navigate through these reticular structures despite all the challenging issues they present. In addition to analyzing these robots in depth, both from the kinematic and dynamic point of view, we propose to analyze and demonstrate their ability to navigate through such reticular workspaces, negotiating any possible arrangement of reticular nodes present in such structures.

Finally, it is essential to have a sufficiently precise model of the reticular structure in which these modular robots have to operate and to estimate efficiently their position and orientation in this environment. Considering the experience of the members of the research team in previous projects, the present project also proposes performing the reconstruction of these environments (three-dimensional grid structures), based on the fusion of the information provided by both range and visual sensors in a 360o field of perception around the robot. To achieve this objective, deep learning techniques will be used to efficiently process the high amount of data provided by the sensors.

Project PID2020-116418RB-I00 funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033.
Agencia Estatal de Investigación

Keywords: Hybrid robots, visual perception, sensor fusion, reticular structures

Head Researcher: L. Payá, O. Reinoso

PROMETEO2021

Title: Towards Further Integration of Intelligent Robots in Society: Navigate, Recognize and Manipulate

Funded by: GENERALITAT VALENCIANA

Duration: 01/2021 - 12/2024

Description:

In recent years, the number of robots used to perform tasks autonomously in multiple fields and sectors has gradually increased. Today, we can find robots performing repetitive tasks in controlled environments, addressing complex and sometimes dangerous tasks. However, having robots perform tasks in uncontrolled environments with the presence of objects and moving elements (such as people and other robots) and requiring the need to move between different points in the scene presents notable challenges that need to be addressed to enable greater integration of robots in such scenarios.

This research project aims to tackle activities within this scope in three specific lines: navigation, recognition, and manipulation, in order to advance the integration of robots and the performance of tasks in these environments. On one hand, it is necessary to consider the presence of humans in these social environments, as their possible movements and behavior will affect how robots should move and, ultimately, navigate within these scenarios. Additionally, there is a need to advance in the tasks of environment recognition, identifying the scenarios to make the localization of robots within them more robust and precise. Finally, the problem of object manipulation by these robots will be addressed, considering both the flexibility in shape and the deformability of these objects.

Project PROMETEO 075/2021 is funded by the Consellería de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital de la Generalitat Valenciana
Valencian Innovation Agency

Head Researcher: Oscar Reinoso

RETIC

Title: Planning of robotic movements in metallic structures

Funded by: Universidad Miguel Hernández de Elche

Duration: 01/01/2021 - 31/12/2022

Description:

Nowadays, we encounter three-dimensional metallic lattice structures in numerous artificial constructions, such as stadiums, high-voltage or telecommunications towers, airports, construction sites, pipeline networks in refineries, nuclear power plants, and aerospace constructions. These structures, composed of interconnected bars forming genuine metallic networks, require periodic inspection and maintenance to preserve their good condition and functionality and to prevent their structural stability from being compromised by deterioration. Examples of the required tasks include coating the metallic bars of the structure with protective paints to prevent corrosion, non-destructive inspection to detect possible cracks and welding defects, and tightening threaded joints, among others.

Traditionally, these tasks have been performed by human operators who, equipped with safety mechanisms such as harnesses, have to climb the structure and carry out the aforementioned operations. Despite the possible safety measures that can be adopted, performing these operations is dangerous for humans, who are subjected to significant safety and health risks. In order to avoid these dangers to human operators, the possibility of performing these hazardous tasks at height using robots (autonomous or teleoperated) has been pursued over the past three decades. In this project, the objective is to plan movements that a hybrid robot can perform so that it can navigate through these structures and pass through the structural nodes, attaching itself appropriately to carry out inspection and maintenance tasks.

Head Researcher: Oscar Reinoso Garcia

AICO_2021_190

Title: Optimización de un sistema de aire acondicionado solar accionado mediante energía fotovoltaica con pre-enfriamiento evaporativo del aire de entrada al condensador usando técnicas de ultrasonidos

Funded by: Generalitat Valenciana

Duration: 2021 - 2023

Description: El objetivo global de este proyecto es optimizar un sistema de refrigeración solar tipo Split accionado mediante energía fotovoltaica, en el que adicionalmente se va a mejorar su eficiencia energética mediante el pre-enfriamiento del aire de entrada al condensador. Para la hibridación del condensador se propone la optimización del diseño de un generador de gotas por ultrasonidos.

Este objetivo general se aborda a través de los siguientes objetivos específicos:

Modelizar numéricamente la sección de pre-enfriamiento mediante herramientas CFD para optimizar su diseño.
Evaluar experimentalmente las prestaciones térmicas y fluido-dinámicas del generador de gotas por ultrasonidos en un túnel de viento.
Optimizar el diseño del generador de gotas por ultrasonidos para el pre-enfriamiento del aire de entrada al condensador de un equipo de aire acondicionado tipo Split accionado simultáneamente por paneles fotovoltaicos y red.
Caracterizar experimentalmente el sistema de refrigeración solar con pre-efriamiento del aire de entrada al condensador en condiciones ambientales estivales. Entorno experimental: laboratorio.
Optimizar el control de la operación del sistema en función de la demanda y las condiciones ambientales.
Verificar experimentalmente los ahorros energéticos conseguidos en un edificio real.
Establecer una metodología para la integración en edificios reales.
Difundir y diseminar los principales resultados.

Keywords: Refrigeración solar, eficiencia energética, enfriamientoe evaporativo

Head Researcher: Manuel Lucas Miralles

APE2021 MASTER

Title: Sistemas de condensación híbridos basados en el ciclo termodinámico de Maisotsenko en centrales termosolares de generación de potencia

Funded by: Conselleria de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital (Generalitat Valenciana)

Duration: 01/01/2021-31/12/2021

Description: La propuesta científica radica en la implementación de sistemas de condensación híbridos basados en el ciclo termodinámico de Maisotsenko (M) en centrales termosolares de generación de potencia. En concreto, se plantea el uso de un pre-enfriamiento adiabático basado en el ciclo M en torres de refrigeración secas de tiro natural. Las hipótesis de partida contemplan que un ciclo M puede proporcionar aire enfriado a la temperatura de rocío de las condiciones del aire de entrada, en contraposición con técnicas de enfriamiento evaporativo directo donde sólo se puede alcanzar teóricamente la temperatura de bulbo húmedo de las condiciones del aire de entrada. El consumo energético requerido por el proceso es muy inferior al requerido por otras técnicas de pre-enfriamiento como el espray o el uso de paneles húmedos. Un menor gasto de agua es también una mejora derivada de la implementación de la propuesta.

Keywords: Maisotsenko, Termosolar, NDDCT

Head Researcher: Javier Ruiz Ramírez

DECODED

Title: Decoding brain activity related to gait during exoskeleton-assisted walking

Funded by: European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme, via an Open Call issued and executed under Project EUROBENCH

Duration: 01/04/2021 hasta 31/05/2022

Description: Lower-limb robotic exoskeletons have emerged as aids for over-ground, bipedal ambulation for individuals with motor limitations. The usability and clinical relevance of these robotics systems could be further enhanced by brain-machine interfaces (BMIs). Different approaches have been explored in the last decade to use BMIs based on EEG to interact with robotics exoskeletons. One of these approaches is based on detecting users’ motor imagery related to walk. In this regard, our group have developed different BMIs exploring the capabilities of using motor imagery for commanding exoskeletons. In addition, as the performance of current BMIs has to improve in order to command exoskeletons not only in clinic environments, but also at home or outdoors, our group is currently implementing a new BMI based on the combination of two paradigms: motor imagery and user’s attention during walking. Indeed, we have just published a paper showing some promising results using this new BMI. However, in this BMI, motor imagery is decoded only while users are walking through typical flat grounds and users’ attention is estimated from EEG.

In this proposal we will use several EUROBENCH scenarios to get data that will allow us: (1) to verify that the attention estimated from EEG by our algorithm is correlated with the attention provided by EUROBENCH while the users are walking wearing an exoskeleton; and (2) validate that the algorithm that we have developed to detect subjects’ motor imagery from users can be applied if they are walking through non-flat terrains. The EEG signals recorded using the EUROBENCH scenarios and the results provided by our algorithms (subjects’ motor imagery decoded and users’ attention estimated) will be incorporated into the EUROBENCH database. This information will be a powerful resource for researchers interested in controlling lower-limb exoskeletons from EEG signals to develop, test and compare their algorithms.

Head Researcher: José María Azorín Poveda

REKINE

Title: Reconstructing kinematics trajectories during walking from EEG signals

Funded by: European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme, via an Open Call issued and executed under Project EUROBENCH

Duration: 01/04/2021 hasta 31/05/2022

Description: Lower-limb robotic exoskeletons have emerged as aids for over-ground, bipedal ambulation for individuals with motor limitations. The usability and clinical relevance of these robotics systems could be further enhanced by brain-machine interfaces (BMIs). Different approaches have been explored in the last decade to interact with robotics exoskeletons by means of BMIs based on EEG. One of the approaches explored is based on the decoding of kinematics trajectories during walking from EEG. Although walking is automatically based on reflexes governed at the spinal level, there are evidences that suggest that the motor cortex is particularly active during specific phases of the gait cycle. In addition, recent studies claim that EEG signals are directly related to the value of joint angles involved in human gait.

In this regard, our team has verified that it is possible to get a relation between lower- limb angles and EEG signals by using linear regression models. However, despite current efforts for reconstructing kinematics trajectories from EEG signals, more research is still needed to improve the performance of current decoding algorithms. Furthermore, there is a huge lack of EEG data available for researchers to develop, test and compare their algorithms. The main goal of this proposal is to register the EEG signals and the kinematics trajectories of lower-limbs of a high number of subjects during walking to: (1) integrate all these data into the EUROBENCH database; (2) improve our algorithm for reconstructing kinematics trajectories from EEG by using the recorded information; and (3) include in the EUROBENCH database the results of our decoding algorithm. This information will be a powerful resource for future researchers to develop, test and compare their algorithms.

Head Researcher: José María Azorín Poveda

OBRAINSITY

Title: OBRAINSITY - Nuevos enfoques terapéuticos frente a enfermedades metabólicas: modulación de la ingesta de alimentos y del balance energético mediante nutracéuticos y neurotecnología

Funded by: Conselleria de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital (Generalitat Valenciana) - Programa Prometeo para grupos de investigación de excelencia – PROMETEO 2021

Duration: 1/1/2021 hasta 31/12/2024

Description: OBRAINSITY - Nuevos enfoques terapéuticos frente a enfermedades metabólicas: modulación de la ingesta de alimentos y del balance energético mediante nutracéuticos y neurotecnología

Head Researcher: Vicente Micol Molina y María Herranz López

ModRet

Title: Recognition and modeling of lattice structures (ModRet)

Funded by: Universidad Miguel Hernández de Elche

Duration: 2 años

Description:

The project focuses on the creation of models of lattice structures. These types of structures are found in numerous constructions and require continuous maintenance. This maintenance can be automated using a mobile robot capable of moving through the structure. However, to undertake this task, the robot must have a model of the structure that allows it to know its position and plan the appropriate trajectory and sequence of movements to reach the target point. To create this model, the robot will collect information as it moves along the structure for the first time, using its equipped sensors (primarily omnidirectional vision systems).

Modeling these types of structures presents several differential aspects compared to other environments, such as their symmetry and the presence of repetitive visual structures, the wide variety of viewpoints from which they can be observed depending on the robot's trajectory, and the changes their appearance may undergo due to repairs carried out by the robot. Considering these characteristics, the model will be given a hierarchical structure, with a high-level layer containing information about the topology of the structure, and one or more low-level layers with data about the bars and nodes, such as their shape, width, planes that compose the bars, and node topology. Artificial intelligence and deep learning techniques will be used for scene description and extraction of relevant information. These tools will separate the information surrounding the structure and its conditions (such as lighting conditions) from the information of the lattice surrounding the robot (bars and nodes). Additionally, algorithms will be implemented for incremental model creation, updating it as the robot advances and captures new information about the structure.

Head Researcher: L. Payá

ParallelRobots

Title: Design and study of computational torque regulators for traversing singularities in parallel robots

Funded by: CONSELLERIA DE INNOVACIÓN, UNIVERSIDADES, CIENCIA Y SOCIEDAD DIGITAL, Generalitat Valenciana

Duration: 01/01/2021-31/12/2021

Description:

Parallel robots control the movement of their end-effector or gripper through multiple kinematic chains connected in parallel, forming closed kinematic chains. This provides them with greater structural rigidity and dynamic performance, but it also limits their workspace and divides it into different regions separated by parallel-type singularities (also known as type 2 singularities) that do not exist in serial or open kinematic chain robots. When the robot crosses one of these singularities, it is not possible to control the movement of its end-effector in any arbitrary direction, requiring infinitely large actuation torques in the actuators. This makes it difficult to cross such singularities to fully utilize the robot's workspace.

In previous works, other researchers have avoided the divergence of actuation torques by designing the end-effector's trajectory so that, when crossing the singularity, the robot's dynamic model does not degenerate, satisfying a non-degeneration condition derived by other researchers in the past. The drawback is that the trajectory used to cross the singularity cannot be arbitrary; it must be designed to meet the mentioned non-degeneration condition.

In this project, we propose the design of new Computed-Torque Control laws that allow crossing the mentioned parallel singularities while avoiding the divergence of the actuation torques, so that they remain finite during the crossing of the singularity, and additionally avoiding the need to design the trajectory to achieve this, thus allowing arbitrary trajectories. To achieve this in the present project, we propose considering the small modeling errors that always occur when modeling the dynamics of the robot to be controlled. These small errors cause the tracking of the desired trajectory to be imperfect, which provides some margin to meet the non-degeneration condition simply by adjusting the proportional and derivative gains of the regulator, leaving the trajectory completely free. The proposed control will be tested in this project through simulation with example parallel robots, and also through testing on real parallel robots.

Project funded by the Department of Innovation, Universities, Science, and Digital Society of the Generalitat Valenciana.
Valencian Innovation Agency

Keywords: parallel robot, singularity, computational torque control

Head Researcher: Adrián Peidró

IRLADAR

Title: Sistemas LADAR de altas prestaciones en el infrarrojo basados en conversión de longitud de onda de imagen

Funded by: AEI - MCIIN

Duration: 09/2021 - 08/2024

Description: Este proyecto se orienta a la investigación y desarrollo de sistemas de visión activa por tiempo de vuelo empleando iluminación láser (LADAR) en nuevas regiones espectrales del infrarrojo. Se orienta tanto a la región segura para el ojo humano (eye-safe) en torno a 1550 nm, así como a la región del infrarrojo medio en torno a 3.5 micras (MWIR), donde no existen actualmente sistemas de este tipo, y que representa una zona espectral de sumo interés, dando así respuesta a una meta tecnológica en mejora de este tipo de sistemas, contemplada explícitamente en la Estrategia de Tecnología e Innovación para la Defensa (ETID 2015) dentro del Reto 8 en seguridad, protección y defensa.

Este nuevo proyecto es continuación y aprovechamiento práctico de resultados de otros proyectos previos financiados por el Plan Nacional, orientados a la investigación de sistemas de conversión en longitud de onda de imágenes a nivel más básico en distintas zonas infrarrojas, y al estudio de aspectos clave para su utilidad práctica, como la resolución en las imágenes convertidas, el campo angular de visión, su potencial compacidad y miniaturización. En el proyecto anterior TEC2017-88899-C2-1-R, se dieron los primeros pasos básicos en su adaptación a sistemas de visión activa por tiempo de vuelo.

Con la experiencia acumulada, en este proyecto se aborda el llevar estos sistemas a sus potenciales rendimientos teóricos, ahondando en los aspectos limitantes detectados, y optimizando compromisos entre resolución en la imagen y eficiencia cuántica de conversión para alcanzar elevadas prestaciones en la práctica, persiguiendo como resultado un sistema de nivel de madurez tecnológica TRL6 en la región eye-safe, apto para transferencia de tecnología, y un nivel TRL4 en la región MWIR. Las técnicas a emplear se basan en procesos ópticos no lineales de suma de frecuencias de la imagen original infrarroja con un haz láser en un cristal no lineal, dando como resultado una nueva imagen en la región espectral del visible e infrarrojo cercano, donde existen detectores de Silicio como CCD o CMOS, EMCCD y cámaras intensificadas de elevadas prestaciones. Se demostrará el primer sistema LADAR en el MWIR a nivel internacional.

A nivel más básico, tiene también como objetivo aumentar la resolución y campo angular de visión en las imágenes convertidas mediante el aumento de aceptancia angular en procesos de suma de frecuencias en cristales no lineales que contienen estructuras de dominios ferroeléctricos similares al PPLN, que sea compatible con altas eficiencias de conversión, dado que en general, cuando se emplea una única longitud de onda de iluminación y de bombeo del proceso SFM hay compromisos entre resolución y eficiencia. Se aborda eliminar estos compromisos mediante el uso de una combinación novedosa de múltiples longitudes de onda de iluminación, múltiples ondas de bombeo del proceso SFM, y distribuciones estratégicas novedosas de dominios ferroeléctricos en cristales no lineales microestructurados como el LiNbO3 o el KTP.

Keywords: Fotónica, láseres, óptica no lineal, sistemas de visión

Head Researcher: Juan Capmany, Adrián José Torregrosa

Redes y Servicios Inteligentes y Elásticos para Sectores Industriales Críticos

Title: Redes y Servicios Inteligentes y Elásticos para Sectores Industriales Críticos

Funded by: AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

Duration: Desde 01/09/2021 hasta 31/08/2024

Description: Tras el inicio del despliegue de las redes 5G, la comunidad científica ha iniciado la definición de las redes Beyond 5G. Estas redes servirán como herramienta para la transformación digital de nuestra economía y sociedad mejorando la productividad, calidad de vida y sostenibilidad. 5G ha sentado las bases para la transformación digital de la industria al introducir capacidades de comunicación eMBB, URLLC y mMTC que dan soporte a sectores industriales críticos, como la movilidad conectada y autónoma y la Industria 4.0, caracterizados por requisitos de comunicación exigentes. Sin embargo, dichos requisitos y la creciente complejidad y dinamismo de las redes presentan importantes retos para que la tecnología 5G de soporte de forma eficiente a dichos sectores industriales críticos, sobre todo a medida que aumentan los niveles de automatización y autonomía y se hace un uso más intensivo de los datos. De hecho, proporcionar de forma simultánea altas tasas de transmisión, fiabilidad y baja latencia en los denominados servicios uHSLLC (ultraHigh-Speed-with-Low-Latency Communication) requiere nuevas soluciones en la red de acceso radio (RAN, Radio Access Network) que hagan un uso más eficiente y dinámico de los recursos y un uso más intensivo y expansivo de las capacidades de comunicación y cómputo en los límites de la red. La transformación digital de la industria requiere de redes programables e inteligentes capaces de adaptarse a nuevas demandas y de garantizar niveles de conectividad altamente robustos y eficientes. La tecnología 5G ha preparado el camino para la creación de este tipo de redes al softwarizar las redes móviles, a costa de una creciente complejidad en su gestión que puede afectar a su rendimiento y eficiencia (incluida eficiencia energética). Estos retos requieren crear nuevas redes inteligentes que integren procesos cognitivos que permitan la toma de decisiones autónoma gracias a la convergencia de las redes, la computación y los datos. Esta necesidad ha dado pie a la definición por parte de NetWorld2020 de los Smart Networks and Services (SNS) como eje central de las redes del futuro. El proyecto SeNSes contribuirá al diseño de las futuras SNS mediante soluciones que permitan una gestión más elástica y proactiva de los recursos de la RAN de forma que se garantice una operación fiable y eficiente de las futuras redes móviles e inalámbricas utilizando estructuras de inteligencia colectiva aprovechando las capacidades de las infraestructuras en la nube, los límites de la red (edge networks) e incluso los dispositivos.

El proyecto se centrará en desarrollar propuestas para la coexistencia e interworking de redes y servicios, técnicas de gestión de recursos distribuidas y beyond-the-edge, y soluciones de RAN slicing que permitan una gestión proactiva y flexible de las redes RAN. Las propuestas serán diseñadas considerando los requisitos de la conducción autónoma y conectada y la Industria 4.0, dos sectores industriales críticos con crecientes niveles de automatización y adopción de la IA. Ambos sectores se caracterizan también por la integración de dispositivos cada vez más conectados y autónomos con altas capacidades de sensado y cognitivas sobre plataformas sofwarizadas con cada vez mayor capacidad de procesado. Ambos sectores requieren de futuras SNS capaces de dar soporte de forma determinista a servicios uHSLLC en escenarios con crecientes niveles de autonomía y movilidad y que cada vez hacen un uso más intensivo de datos

Keywords: movilidad conectada

Head Researcher: J. Gozalvez, M. Sepulcre

EMERG2020

Title: Scene Reconstruction from Omnidirectional Cameras Using Visual Appearance Techniques and Deep Learning

Funded by: Generalitat Valenciana

Duration: 01/2020 - 12/2020

Description:

Most of the existing algorithms that solve mapping and location problems stop working properly when the robot operates in an unstructured, complex and changing environment or when the robot can move with more than three degrees of freedom (DOF). ). In response to this challenge, the main research line of this project proposes the improvement and development of new mechanisms that allow efficient, robust and precise modeling of environments using vision systems. Specifically, the use of omnidirectional vision systems is proposed due to the large amount of information they provide at a relatively low cost. However, the use of these vision systems makes it necessary to consider the challenges of working with the images provided by this type of camera. In this sense, it is proposed to study in depth descriptors based on global appearance and make use of Deep Learning techniques.

The development of this project is developed through various objectives such as the analysis of the present algorithms for creating maps and location, comparison of the present global appearance algorithms and also, developing new location algorithms and / or appearance descriptors global based on Deep Learning. In order to improve the integration of the mobile robot in real work environments (Industry 4.0), in which they interact with people, characteristics that make it compatible with human perception will be incorporated into the map.

Keywords: Deep learning, scene reconstruction, localization, omnidirectional vision

Head Researcher: M. Ballesta

DEMOSPACE

Title: Advanced Modelling and Characterization of New High-Frequency Waveguide and Planar Components for Emerging Space Applications

Funded by: Ministerio de Ciencia e Innovación

Duration: 3 años

Description:

The most relevant European satellite communication systems and applications are currently supporting a huge number of services of modern Digital Society. Among them, we highlight the global navigation system GALILEO, meteorological and Earth Observation programs like COPERNICUS, nanosatellites for scientific missions and big constellations of small satellites for implementing the upcoming Internet of Satellites, as well as large Telecommunication satellites in geostationary orbit. Thanks to these satellite payloads, many civil and military applications (TV/video broadcasting, high-speed data transmission, broadband fixed and mobile communications, weather forecasts) and a wide variety of sectors (intelligent transportation systems, agriculture, geodesy, natural disaster prevention, security, defence, and even the financial system) are being benefitted globally.

With the aim of keeping the growing rate of these civil and military applications, all cited satellite programs are already developing their future evolutions: e.g. the Galileo second generation project, the new generations of meteorological (METEOSAT and METOP) satellites, the next series of SENTINEL missions, the coming breed of small platforms for Starlink and OneWeb constellations, and the new large multi-beam space platforms operating in the millimetre wave and sub-millimetre wave frequency ranges. All these next-generation

satellites will need more advanced communication payloads based on novel equipment (passive components and antennas) with more stringent requirements.

In closed contact with major space actors (including the European Space Agency, as well as multi-national and Spanish industries, that have expressed support to this project), the future needs of satellite payloads are recognized as follows: more compact devices handling higher power levels for low frequency (1-2 GHz) applications (next Galileo and METEOSAT satellites), the potential implementation of lighter waveguides (compatible with planar technology) for C-band (4-8 GHz) and X-band (8-12 GHz), devices of next-generation Earth Observation satellites and small platforms, wider bandwidth components (filters and multiplexers) and their integrated design with radiating cells for new multi-beam satellites already operating in the Ka-band (20-30 GHz), and very soon in the Q/V-bands (40-75 GHz). In addition, technological solutions for modern communication payloads using higher frequencies (i.e. the W-band between 75 and 110 GHz) must be

also addressed. The main aim of the project is to address all identified challenges by designing novel passive components and antennas for nextgeneration satellite communication systems, including their prototyping and experimental validation. For this purpose, this subproject will have as specific goals the advanced modelling and validation of the new high-frequency components to be proposed by the entire coordinated project. Special attention will be paid to their power handling capabilities, which will be studied and modelled by means of a

multiphsysics approach (self-heating and corona/multipactor RF discharge effects). This research work will be focused on different technologies, such as planar, waveguide, hybrid (Substrate Integrated Waveguide) and the promising gap waveguide. In addition, this subproject will also address the design of components (especially filters and diplexers) with high performances in terms of electrical response and size.

Keywords: Passive Components, Antennas, High Frequency Technologies, Design and Manufacturing Techniques, High Power Effects, Satellite Payloads, Safety-Defence, Digital Society-Internet of Satellites

Head Researcher: Stephan Marini y Miguel Ángel Sánchez Soriano(UA)

Ayuda para la estancia de personal investigador en empresas de la comunidad valenciana - AEST

Title: Convenio para el desarrollo de una estancia de personal investigador universitario en empresa de la Comunidad Valenciana

Funded by: GENERALITAT VALENCIANA - Conselleria de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital

Duration: 2 años

Description: Subvenciones para la realización de estancias de personal investigador doctor en empresas de la Comunitat Valenciana

Keywords: Autoconsumo con Instalaciones Solares Fotovoltaicas, Eficiencia energética en edificación. Integración de instalaciones fotovoltaicas en viviendas

Head Researcher: Sergio Valero Verdú

RED2018-102618-T

Title: Red temática en Recursos Energéticos Distribuidos y de Demanda para el Desarrollo del Horizonte Energético 2050

Funded by: Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades

Duration: 2 años

Description: Las futuras redes eléctricas necesitan ser flexibles en el lado de la demanda para que la política energética de la UE sea creíble, sobre todo en lo que se refiere a la integración de mayores porcentajes de renovables. Por ello, las tendencias internacionales establecen que los sistemas eléctricos necesitarán un consumidor más activo. Algunas barreras se empiezan a derribar, como es la igualdad de consideración y retribuciones a los recursos de demanda (DR) y de generación, siempre y cuando los primeros demuestren tener capacidades similares. La participación activa y la demostración de sus capacidades son retos importantes entre los pequeños y medianos usuarios, pues son éstos los que más barreras se encuentran en su participación cuando su potencial es indudable (sus usos energéticos explican más del 50% del consumo)

Keywords: Gestión y participación de la demanda eléctrica. Políticas energéticas, Consumidores eléctricos, eficiencia energética. Agenda 2030 y 2050.

Head Researcher: Carlos María Álvarez Bel

AICO2019

Title: Hierarchical model creation and robust localization of mobile robots in social environments

Funded by: Generalitat Valenciana

Duration: 01/01/2019 a 31/12/2020

Description: The project focuses on the field of map construction and localization using omnidirectional vision, advancing towards a hybrid topological-metric paradigm, which allows (a) the incremental construction of a semantic map as the robot explores the unknown environment and (b) the estimation of the robot's position and orientation with precision, with 6 degrees of freedom and at a reasonable computational cost. Additionally, to improve the integration of the mobile robot in real social environments, where it must interact with people, some features will be included in the model to make it compatible with human perception.

Thus, the proposal aims to go beyond the concept of multi-level hierarchical localization, adapting it to extensive and complex social environments, and including collaboration with users through high-level commands. This proposal is organized around two main lines of research:

- Line A: Incremental creation of hybrid metric-topological maps from the global appearan ce of a set of scenes.
- Line B: Construction of environment models that allow localization with 6 degrees of freedom from visual information.

Keywords: Mobile robot; omnidirectional vision; hybrid map; hierarchical localization; social environments

Head Researcher: L. Payá

Emergentes desarrollo BCI rehabilitación

Title: Desarrollo de nuevas interfaces cerebro-máquina para la rehabilitación de miembro inferior

Funded by: CONSELLERIA DE INNOVACIÓN, UNIVERSIDADES, CIENCIA Y SOCIEDAD DIGITAL

Duration: 01/01/2019 - 31/03/2021

Description: La apoplejía o el accidente cerebrovascular (ACV) y la lesión medular son algunas de las causas que ocasionan trastornos motores en personas debido al daño asociado al sistema nervioso. Dicho daño conlleva un considerable descenso en su calidad de vida, ya que las lesiones ocasionadas suelen interrumpir las vías sensoriales y motoras, conduciendo a una marcha patológica permanente y a un deterioro de la deambulación independiente. Recientemente, han aparecido diversos exoesqueletos robóticos con el fin de ser utilizados en terapias de rehabilitación. El uso de este tipo de dispositivos asociados a interfaces cerebro-máquina (BMI), que decodifican las señales electroencefalográficas (EEG) del paciente para interpretar los comandos de movimiento, puede mejorar la neuroplasticidad neuronal en las terapias de rehabilitación. En este aspecto, el grupo de investigación del Dr. Contreras-Vidal (Universidad de Houston, Texas E.E.U.U) en colaboración con el grupo de Neuro-Rehabilitación del Instituto Cajal del Dr. Pons en España, realizaron un primer estudio clínico sobre el uso de este tipo de robots durante la rehabilitación de la marcha de pacientes de ACV, demostrando su viabilidad en rehabilitación. Sin embargo, todavía existen dos inconvenientes para su aplicación de forma extendida. En primer lugar, es preciso que los algoritmos de control mejoren su precisión, lo que aboga por desarrollar nuevos algoritmos que permitan BMIs más robustas y fiables. En segundo lugar, dichos dispositivos robóticos tienen un alto coste económico, desde unos 70.000€ hasta 200.000€ según modelo y propiedades, lo que dificulta su implantación, siendo necesario la búsqueda de alternativas de inferior coste.

El objeto de la investigación es implementar un nuevo tipo de BMI híbrida para la rehabilitación de la marcha que presente una mayor precisión gracias a la combinación de dos tipos de paradigmas: imaginación motora de la marcha y niveles de atención. Adicionalmente, se evaluará si los resultados de la BMI desarrollada, vienen influidos por el tipo de dispositivo actuador asociado. De este modo, se comparará la viabilidad de la sustitución de BMIs asociadas a exoesqueletos robóticos por entornos de VR en combinación con cintas andadoras.
Para la primera aproximación se aprovechará la estancia concedida al IP de este proyecto mediante una beca Castillejo en la Universidad de Houston. En la misma, se podrá tener acceso a los exoesqueletos que dispone el Dr. Contreras-Vidal. Ejemplos de los posibles exoesqueletos a utilizar son el H2 de Technaid S.L., el Rex de Bionics Ltd. y el Hank de Gogoa.
Para la segunda aproximación, se utilizará un equipo de realidad virtual (HTC Vive) en combinación con una cinta andadora Proform, como alternativa de bajo costo. En ambos casos se utilizarán equipos de registro de la señal EEG para decodificar las intenciones motoras.

Head Researcher: Mario Ortiz García

WALK - Controlling lower-limb exoskeletons by means of brain-machine interfaces to assist people with walking disabilities

Title: WALK – Control de exoesqueletos de miembro inferior mediante interfaces cerebro-máquina para asistir a personas con problemas de marcha

Funded by: Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades

Duration: 1/01/2019 - 30/09/2022

Description:

Stroke and Spinal Cord Injury (SCI) are two of the major motor disorders due to damage in the human nervous system leading to physical impairment in Western society. These conditions will in general disrupt sensory and motor pathways that in turn lead to permanent pathological gait, resulting in impaired independent ambulation. Walking incorrectly creates a stigma and makes patients more susceptible to injury, affecting quality of life. Ambulation after trauma has long been a research topic, but more progress is needed.

With recent advances in robotic technologies, lower-limb robotic exoskeletons have emerged as aids for over-ground, bipedal ambulation for individuals with motor limitations. Interfaces between robotic exoskeletons and users are often implemented via a combination of mechanical and electrical devices. However, these interfaces are not what humans naturally use. The usability and clinical relevance of these robotics systems could be further enhanced by brain-machine interfaces (BMIs). BMIs bypass motor systems of any kind. BMIs make context-based decisions from recordings of the users brain activity, thus allowing direct and voluntary operation of the devices beyond users diminished physical capabilities. Although the feasibility of using BMIs to control lower-limb exoskeletons has been demonstrated, important challenges have to be still addressed to deploy these systems as assistive devices in the clinic and at home: (1) Robust BMIs with better performances have to be developed to send safely basic commands (walk and stop) to exoskeletons; (2) BMIs for turning left/right exoskeletons, increasing/decreasing their speed, or stopping them if unexpected obstacles appear have to be implemented for providing more capabilities to these systems; (3) Training schemes to reduce the number of training sessions required to use BMIs, and to reach higher performances have to be developed; and (4) More clinical studies have to be carried out to validate the health benefits of using these systems. All these challenges will be addressed in the WALK project.

The WALK project will go beyond the current state-of-the-art by developing more robust BMIs with higher performances not only able to control the exoskeletons for walking and stopping safely, but also to send them commands for turning left/right, increasing/decreasing their speed, or stopping them if unexpected obstacles appear. To improve the performance of the new BMIs and reduce the number of training sessions, new training strategies based on transcranial direct current stimulation (tDCS) and virtual reality will be developed. Furthermore, the project will demonstrate how the use lower-limb exoskeletons commanded by BMIs could have health benefits for SCI people, particularly with respect to pain, spasticity and autonomic activity.

Thus, the WALK project will allow people with locomotion difficulties to command lower-limb robotic exoskeletons by means of BMIs in order to provide them walking assistance in the clinic and at home. This will contribute that neurologically injured patients have higher activity at home and participation in society.

Head Researcher: José María Azorín Poveda

GV2019 EvaPV4cooling

Title: Optimización de sistema de refrigeración solar basado en chimenea fotovoltaica evaporativa

Funded by: Conselleria de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital (Generalitat Valenciana)

Duration: 01/01/2019-31/12/2019

Description: La reducción en las emisiones de CO₂ se ha convertido en uno de los ejes centrales tanto de las políticas domésticas como de las políticas en el ámbito comunitario. El consumo de energía primaria por parte de equipos de climatización en edificios supone una importante cuota del uso de energía primaria no renovable, por lo que el potencial de ahorro es muy importante. Una vía para la reducción del consumo de equipos de climatización en edificios es la conocida como refrigeración solar. Se trata de una idea muy atractiva por la coincidencia cronológica entre la disponibilidad de radiación solar y la demanda de energía para climatización. De esta manera se puede satisfacer una demanda específica (refrigeración) con energías renovables (solar) contribuyendo así a una mejora de la eficiencia del sistema de climatización.

El objetivo general de esta propuesta es el de optimizar un sistema de refrigeración solar con chimenea fotovoltaica evaporativa. Para ello, se plantean los siguientes objetivos específicos:

Caracterizar experimentalmente el sistema de refrigeración solar con chimenea fotovoltaica evaporativa en condiciones ambientales estivales.
Modelizar numéricamente la chimenea solar mediante herramientas numéricas para optimizar su diseño.
Optimizar el sistema en función de la demanda y las condiciones ambientales.

Para ello se plantea un proyecto de investigación de un año de duración (anualidad 2019) en la que se pretenden cubrir las fases de realización de ensayos experimentales, modelización y optimización del sistema. En la actualidad, el grupo de investigación solicitante dispone de una planta totalmente instrumentada que, en fases previas de explotación, ha mostrado una mejora sustancial en su operación frente a sistemas convencionales.

Los resultados que se plantean alcanzar en esta propuesta pretenden avanzar en el desarrollo del sistema de refrigeración solar propuesto hasta un nivel de validación de sistema en un entorno real, paso previo a una posible comercialización. De esta manera, se pretende contribuir a la reducción del consumo de energía en edificios asociado a la climatización mediante energías renovables con sistemas de alta eficiencia. La presente ayuda supondría el estímulo necesario para dar el salto del plano académico al comercial a través de la difusión de los resultados obtenidos.

Keywords: Refrigeración solar, chimenea solar, PV, bomba de calor

Head Researcher: Javier Ruiz Ramírez

Active Latent Thermal Energy Storage.

Title: Visualization of the flow and melting and solidification processes in latent heat accumulators activated mechanically.

Funded by: Agencia Estatal de Investigación

Duration: 01/01/2019 a 31/09/2023

Description: The vast majority of engineering solutions for latent thermal energy storage using phase change materials (PCM) comprise the use of motionless heat exchange equipment. The low thermal conductivity of the PCM and its potential solidification on the heat transfer surfaces imply the appearance of a high thermal resistance, which limits the speed at which the phenomena of energy charging and discharging occur in these storage systems.

Recently published roadmaps towards the use of energy storage in Europe have identified the use of active techniques as a feasible solution to multiply the energy transfer rate in storage devices using PCM materials. These techniques involve the use of an external power that promotes the displacement and mixing of the PCM, with the objective of increasing the convective coefficients during the melting and solidification cycles. Furthermore, in the solidification process, active techniques with scraper systems prevent the formation of a solid layer on the transfer surface.

The fundamental knowledge on the role of active enhancement techniques in the dynamics of melting and solidification of PCMs is not present in the design methodologies and publications currently available for active LTES design. While some particular designs are described in the open literature together with a phenomenological analysis of their performance, the lack of correlations for the rating of the heat transfer surfaces is also an impediment for the technological implementation of active LTES systems [14].

Most of the numerical and experimental evaluations of LTES systems induce PCM melting using a heat transfer fluid with a constant inlet temperature. However, energy storage finds its most promising application when coupled with solar thermal systems [15]. Consequently, there is a need to characterize properly the charging of energy when irradiance-driven, transient inlet conditions apply for the heat transfer fluid. In the eventual absence of mechanically induced motion of the PCM during melting or solidification, the existence of buoyancy patterns governed by this boundary condition must be also accurately described, owing to their fundamental role on phase change heat transfer [14].

In this respect, the appropriate description of the flow using complementary numerical and experimental approaches, is still an open question for unravelling the complex mechanisms that appear during melting and solidification in solar-driven active LTES systems.

According to these baseline hypotheses, the general objectives of the project ALTES are:
1) The design and construction of an active latent thermal energy storage device, based on scraped surface technology, linked to a comprehensive analysis to demonstrate its controllable heat transfer capacity.
2) The experimental characterization of the heat transfer and power consumption in the active LTES system, considering the influence of transient, irradiance-driven conditions during the energy charging and the effect of forced or natural convection in the PCM side.
3) Description of the flow of PCM in the active LTES system by means of flow visualization, Particle Image Velocimetry and experimentally-validated numerical simulations, in order to assess the flow patterns during melting and solidification and their role against different operational regimes.

Keywords: latent heat, energy storage, active device, scraped surface heat exchanger

Head Researcher: D. Crespí-Llorens

BinaryRobot

Title: Design and development of a hybrid structure robot with binary-operated hydraulic actuators.

Funded by: Generalitat Valenciana

Duration: Del 01/01/2018 al 31/12/2019

Description:

Steel structures require inspection, maintenance, and repair tasks to ensure their proper functioning, stability, structural integrity, longevity, and aesthetic quality. Such structures are present in numerous constructions such as bridges, ports, airports, telecommunications towers, stadiums, power lines, power plants, and industrial plants, as well as forming part of the framework of most buildings. Typically, the maintenance tasks for these vertical structures are performed by human operators who must climb the structures to carry out these tasks, subjecting them to serious risks, including falling from considerable heights or electrocution. To avoid exposing human operators to such risks, for the past couple of decades, numerous researchers worldwide have been studying the possibility of using climbing robots to perform these dangerous tasks at height.

The main objective we propose in this project is to develop a new articulated climbing robot for the exploration and maintenance of vertical steel structures, with the ability to move in three-dimensional space. The main innovation of the robot to be developed in this project, compared to other climbing robots developed to date, is that the proposed robot will have binary actuation (all-or-nothing actuators), which greatly simplifies the planning and control of its movements. Additionally, the robot to be developed will have a moderately high degree of kinematic redundancy (between 10 and 12 degrees of freedom), allowing it to enjoy sufficiently high mobility to explore three-dimensional structures despite having only binary actuators. In this way, by combining binary actuation and kinematic redundancy, we aim to achieve a balance between simplicity and freedom of movement, thereby addressing the main complexity issues that currently prevent climbing robots from being used more extensively.

Keywords: climbing robot, binary operation

Head Researcher: M. Ballesta

FRESH MIPFOS

Title: Frequency-Shifting techniques in Microwave Photonics for Fiber-Optics Sensing

Funded by: Ministerio de Economía y Competitividad

Duration: 1/1/2018 - 31/12/2020.

Description: RESH MIPFOS project aims to develop systems and techniques based on the use of Frequency-Shifting (FS) methods in Microwave Photonics (MWP) for its use as compact and stable interrogation units for general-purpose quasi-distributed interferometric and reflective fiber sensors, joining processing MWP functionalities and the sensitivity advantage provided by low-bandwidth detection.

Fostered by the continued improvement in photonic technologies in optical transmission bands, optical frequency-shifting or optical up/down-conversion techniques has emerged as a successful context for the transport, processing, measurement and filtering of radio-frequency signals after its modulation over an structured optical carrier and subsequent optical down-conversion and detection. Within this context, FRESH MIPFOS is based on the reverse approach, with the focus on the possibilities in optical signal manipulation and characterization provided by RF-controlled optical FS components. As a primary application of the project, FS subsystems and techniques from Microwave Photonics will be exploited to provide substantial improvements in terms of flexibility and performance of fiber-optics sensor interrogation units, developing new solutions for interferometric, reflectometric and radar-like systems without comproimising the overall simplicity of the setups. In particular, the project focuses on three mayor goals.

First, on the introduction of specific MWP modulation and detection techniques for the improvement of standard km-range FS interferometry interrogation systems in terms of spatial/spectral resolution and optical sensitivity. Second, on the development of a novel, fiber-based, common-path low-coherence interferometer for optical laser or low-coherence reflectometry based on optical up/down conversion and dispersive propagation, which outperforms previous, related MWP approaches. Here, the targeted improvements are associated with scan range, sensitivity and stability, in this last case inherited from the the common-path geometry.

Finally, on the development of a compact CW injection-seeded FS laser as a reconfigurable pulsed source of chirped optical waves, for its use as a frequency-modulated continuous-wave laser radar source for fiber-optics sensor interrogation. The selected range of applications, which evolves from previous demonstrations where these technical challenges have been identified, is particularly suitable for scenarios of local or remote monitoring in harsh or uncontrolled environments. The targeted sensors are standard, quasiditributed fiber-optics sensors built from well-stablished, commercial-grade interferometric and reflective technologies based on fiber Bragg gratings. The systems developed within the project thus find immediate applications as a part of operative fiber-optics sensor networks. Due to the versatility of the techniques involved, additional application will also be pursued, opening the possibilty of using selected FRESH MIPFOS architectures or subsystems as compact, all-fiber alternatives to standard metrology or signal generation techniques, with application is defense and surveillance systems.

Keywords: Microwave Photonics, Frequency shifting, Optical up/down conversion, Laser, Fiber Optics Sensors.

Head Researcher: Carlos R. Fernández-Pousa

APE2018 HYPPIE

Title: Sistemas ultraeficientes de refrigeración solar

Funded by: Conselleria de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital (Generalitat Valenciana)

Duration: 01/01/2018-31/12/2018

Description: La presente propuesta tiene por objeto desarrollar y probar un sistema de refrigeración solar altamente innovador, eficiente, compacto, fácil de instalar y de mantener. La aplicación del sistema se realizará en viviendas unifamiliares para conseguir alcanzar los estándares anteriormente mencionados de energía casi nula. El desarrollo del sistema estará optimizado para los mercados del sur de la UE para aplicaciones de refrigeración solar (España, Francia e Italia).

La propuesta plantea establecer redes de contacto con los principales fabricantes europeos de bombas de calor, baterías y colectores solares y a grupos de investigación punteros en el ámbito de las energías renovables. Para ello se ha planificado un plan de trabajo que consiste en reuniones periódicas con grupos de investigación punteros en energías renovables, congresos de renombre mundial en el ámbito de las renovables (solar fotovoltaica) así como agencias especializadas en la captación de proyectos de esta índole.

Keywords: Refrigeración solar, PV, Perovskita

Head Researcher: Javier Ruiz Ramírez

AICO_2018_102

Title: Análisis de la mejor parametrización de variables en la aplicación combinada de modelos de redes neuronales y modelos matemáticos para el desarrollo de herramientas avanzadas aplicadas a la predicción en el corto plazo de la demanda eléctrica.

Funded by: Generalitat Valenciana. Subvenciones para grupos de investigación consolidables - AICO convocatoria de 2018

Duration: 2 años

Description: Análisis de la mejor parametrización de variables en la aplicación combinada de modelos de redes neuronales y modelos matemáticos para el desarrollo de herramientas avanzadas aplicadas a la predicción en el corto plazo de la demanda eléctrica.

Desarrollo de un proyecto para el análisis de la mejor parametrización de variables de entrada historicas de datos de demanda electrica como de datos climatológicos para en la aplicación combinada de modelos avanzados de inteligencia artificial de tipo redes neuronales y modelos matemáticos autoregresivos para el desarrollo de herramientas avanzadas aplicadas a la predicción en el corto plazo de la demanda eléctrica.

Keywords: Modelos de predicción en el corto plazo. Predicción de la demanda eléctrica en el corto plazo. Modelos de predicción de la demanda. Aplicación de modelos híbridos de Técnicas de Inteligencia Artificial y matemáticas

Head Researcher: Carolina Senabre Blanes

IMACONRG

Title: Sistemas de conversión en longitud de onda de imágenes para aplicaciones range-gated

Funded by: AEI - MCIIN

Duration: 01/2018 - 06/2021

Description: El objetivo global de este proyecto coordinado es realizar I+D en sistemas de conversión de longitud de onda de imágenes bidimensionales, orientado principalmente a su empleo en sistemas LADAR y sistemas de visión nocturna con iluminación auxiliar.

Como objetivos generales se plantean el investigar y desarrollar sistemas activos basados en óptica no lineal, mediante SFM con un láser local. Aunque no de manera exclusiva, la orientación principal será convertir imágenes con espectro original en la región eye-safe del espectro, con longitudes de onda en torno 1550 nm. En cuanto a los convertidores activos de imagen, obtener dispositivos miniaturizados con muy alta resolución, que operen en entornos reales más allá del laboratorio. Aunque se mantiene el interés en otras bandas adicionales como MIR y THz, y se continúa con esta actividad, las características operativas novedosas, de mayor interés que las espectrales, tal y como se ha explicado, se implementan, en la región eye-safe en torno a 1550 nm, dado su interés particular, como ejemplo trasladable a otras bandas.

Keywords: Fotónica, sistemas de visión, óptica, óptica no lineal, up-conversion, range-gating, sensores de imagen, LADAR

OMMNI-SLAM

Title: Map Building by Means of Appearance Visual Systems for Robot Navigation

Funded by: CICYT Ministerio de Ciencia e Innovación

Duration: 01/01/2017 al 31/12/2019

Description: In order to be truly autonomous, a mobile robot should be capable of navigating through any kind of environment while carrying out a task. In order to do that it is considered necessary that the robot possesses the ability to create a model of its workspace that allows to estimate its position inside it and navigate along a trajectory.

Map building and navigation is currently a very active research area, in which a large number of researchers focus on and where very different approaches have emerged based on diverse algorithms and using various kind of sensorial information. To the present days, most of the efforts have been focusing on construction of models of the environment based on a set of significant points extracted from it without considering the global appearance of the scene.

Considering the concepts posed above, we propose the improvement and development of new mechanisms that allow an efficient, robust and precise modelling of the environment by making use of omnidirectional vision systems. The research group has experience in the mentioned areas and during the last years has developed different approaches in the areas of map building, localization, exploration and SLAM by means of information gathered by different kind of vision systems installed on the robots. In order to carry out these approaches, an extensive study of the different description methods has been performed, both based on the extraction of significant points and local descriptors and also those methods based on the global appearance of the image, with remarkable results.

Keywords: Mobile robots, autonomous navigation, computer vision, omnidirectional systems

Head Researcher: L. Payá, O. Reinoso

Mejora en la detección, localización e identificación de los sonidos de advertencia de los vehículos eléctricos a través de la percepción de personas invidentes

Title: Mejora en la detección, localización e identificación de los sonidos de advertencia de los vehículos eléctricos a través de la percepción de personas invidentes

Funded by: GVA

Duration: 10/2017-09/2019

Description: Mejora en la detección, localización e identificación de los sonidos de advertencia de los vehículos eléctricos a través de la percepción de personas invidentes

Keywords: Detectabilidad sonora, warning sound, vehículos eléctrico, AVAS

Head Researcher: R. Peral-Orts

REASISTE

Title: Red Iberoamericana de rehabilitación y asistencia de pacientes con daño neurológico mediante exoesqueletos robóticos de bajo coste.

Funded by: Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo (CYTED)

Duration: 1/01/2016 hasta 31/12/2019

Description: Patients with neurological damage are a very disadvantaged group in Latin America that has not been dedicated to a coordinated transnational and multidisciplinary effort of clinical centers, research centers, universities and companies. Neurological damage is one of the main causes of disability, with the number of people with disabilities in Ibero-America exceeding 72 million (affecting approximately 11% of the total population of Ibero-America). The main objective of Reasiste is to establish a broad working forum to enable and facilitate cooperation and the exchange of knowledge among stakeholders from Ibero-America working in the field of rehabilitation and care of patients with neurological damage. The network is articulated around the development of one or several robotic exoskeletons (ERs) to improve the rehabilitation and assistance of patients with neurological damage. Thereby, once the network is completed, several ERs will be available that can be used by clinical centers in rehabilitation therapies and assistance to patients with neurological damage. Although the people who will benefit first from the developments of this network are the group of patients with neurological damage, the ERs of the network could be used to improve the health of patients with other pathologies, such as, for example, patients with poliomyelitis or botulism.

The book "Exoesqueletos Robóticos para Rehabilitación y Asistencia de Pacientes con Daño Neurológico | Experiencias y Posibilidades en Iberoamérica", the workshop: «Experiences and advances in technologies for rehabilitation and functional compensation in Iberoamerica, with a focus on Wearable Robotics» within ICNR 2016 and the Curso Introducción a los exoesqueletos robóticos de miembro inferior are some of the activities and materials that Reasiste has produced.

Head Researcher: José María Azorín Poveda

ASSOCIATE

Title: Decodificación y estimulación de actividad cerebral sensorial y motora para permitir potenciación a largo plazo mediante estimulación Hebbiana y estimulación asociativa pareada durante la rehabilitación de la marcha.

Funded by: Ministerio de Economía y Competitividad

Duration: 1/01/2015 hasta 31/12/2019

Description: Cerebral vascular accident (CVA, Stroke) and Spinal cord injury (SCI) are two of the major motor disorders due to damage in the human nervous system leading to physical impairment in Western society. These conditions will in general disrupt sensory and motor pathways that in turn lead to permanent pathological gait, resulting in impaired independent ambulation.

Walking incorrectly creates a stigma and makes patients more susceptible to injury, affecting quality of life. Most advanced robotic treatments to rehabilitate walking function in neurological patients could specifically target the neuronal changes that may contribute to skill acquisition and recovery. Afferent-generated feedback can be applied in these interventions in association to motor planning at brain level.

The first objective of the project is to validate the effectiveness of a novel intervention to promote motor control re-learning in neurological patients by means of an associated use of motor planning at brain level, sensory stimulation at cortical level and afferent feedback provided with a wearable lower extremity exoskeleton.
On the other hand, lower extremity exoskeletons as assistive technologies have been mostly applied in chronic SCI patients as temporary alternative to wheelchairs. Such systems are still not ready for real everyday use in community settings and to maintain neuromusculoskeletal health below the level of the injury. This situation is due basically to the limited flexibility of mechanical and control structures to manage the interactions with musculoskeletal system and human gait dynamics, respectively.

The second objective of the project is to validate the effectiveness of a novel lower extremity wearable exoskeleton with embodied intelligence and enhanced self-learning characteristics in the assistance to locomotion in complete and incomplete SCI in terms of reduced learning periods, improved adaptation and more versatile and dextrous operation.

Head Researcher: José María Azorín Poveda

BioMot

Title: Smart Wearable Robots with Bioinspired Sensory-Motor Skills · BioMot

Funded by: VII Programa Marco Comisión Europea

Duration: 1/10/2013 hasta 1/10/2016

Description: Wearable robots (WR) are person-oriented devices, usually in the form of exoskeletons. These devices are worn by human operators to enhance or support a daily function, such as walking. WRs find applications in the enhancement of intact operators or in clinical environments, e.g. rehabilitation of gait function in neurologically injured patients. Most advanced WRs for human locomotion still fail to provide the real-time adaptability and flexibility presented by humans when confronted with natural perturbations, due to voluntary control or environmental constraints. Current WRs are extra body structures inducing fixed motion patterns on its user.

Aim
The aim of the BioMot project is to improve the efficiency in the management of human-robot interaction in overground gait exoskeletons by means of mixture of bioinspired control, actuation and learning approaches. Our aim is to show how the embodiment of bioinspired and architectural mechanisms can allow a user to conveniently alter the behaviour of WRs for walking.

Final Goal
The final goal of the project is to deliver novel ambulatory wearable exoskeleton technology that exploits neuronal control and learning mechanisms and provides a) more energy efficient cooperative (human-robot) performance, and b) adaptive assistance based on the user’s residual and voluntary action.

Approach
BioMot’s exoskeletons apply adaptive assistance as a function of real-time estimation of human effort provided by a detailed neuromusculoskeletal model that computes neuromuscular activity (surface electromyography, EMG) to predict joint moments and hence prescribe the exoskeleton function. Gait detection algorithms based on human performance (brain signals, EEG) and embedded sensors (kinematic and kinetic) are developed for decision making, handling transitions or volitional changes in the task (such as gait speed). Local reflex-based joint controllers are designed to allow for automatic adaptation when confronting changes in the interaction. At the physical level, intrinsically compliant actuators are developed to exploit natural dynamics of movement, orchestrated by the control system for economy and stability. A global learning scheme modules joint compliance as a function of gait efficiency and semantic signals infered from user demand.

Innovations
A cognitive system for a wearable gait exoskeleton that assists overgound human walking. The cognitive system processes biomechanical and electrophysiological signals to adaptively assist the human movement based on the user’s contribution and performance. The wearable 6 DoF exoskeleton assists hip, knee and ankle movements with compliant actuators that can be transparent to the user and store and release energy. BioMot’s assistive exoskeleton flexible built-in intelligence in its artificial brain and muscles allows to exploit the natural dynamics of overground walking. As a wearable robotic trainer for gait disorders, BioMot uniquely provides overground gait training, promoting the patient effort to induce recovery, and assists as needed the patient during performance of the exercises. The training sessions enabled by BioMot trainer will go beyond common available protocols, including variations of speed, turning and improved negotiation with transitions.

Head Researcher: I.P.: José María Azorín Poveda Coordinador:Juan C. Moreno, CSIC

WMA-NANOTICS

Title: Semiconductor Quantum Nanostructures as the key for Disruptive technologies: from nanophotonics to nanoplasmonics.

Funded by: Ministerio de Economía y Competitividad

Duration: Enero 2011 - diciembre 2014

Description: In this coordinated project, the partners will exploit their accumulated experience and realize key devices for novel optical telecommunications and sensors. They are mainly based on quantum dots (combining nanophotonic and nanoplasmonic concepts, and also the use of semiconductor quantum dots on classical and quantum light sources).

We will develop further our expertise on semiconductor and metallic nanostructures, novel photonic and plasmonic concepts, enabling fabrication methods of new materials and devices, and their characterization and potential applications. We propose novel technologies, in the long-medium term, and their integration on III/V and/or Si circuits. Some times using also hybrid technologies combining polymers and semiconductor quantum dots. This broad scope would not be possible without joining together in this coordinated project renown scientists from several research areas: simulation/modelling, quantum nanostructures, nanoparticles, optical and structural characterization, novel nanophotonic and nanoplasmonic devices, polymers, organic photonics, optical telecommunications, sensors, etc…

For some applications, dielectric waveguides or photonic crystal structures are not suitable due to their larger size with respect to the target electronic device. For that situations, we propose alternate approaches based on nanoplasmonic devices which become more apropriate thanks to their subwavelength size. However, many other applications are not subject to such restrictions typical for computer chips or memory, so that the concepts based on nanophotonics would be of interest to, e.g. in the field of Microwave Photonics and sensors, which are other fields of application proposed in this project. For these fields are also important the development of photonic devices with organic technology (polymers) or hybrid (combining polymers with quantum dots and / or metal nanostructures) on any substrates, semiconductors III-V, C-MOS (silicon), glass ...

Head Researcher: Carlos R. Fernández-Pousa

Iberada

Title: Iberada - Red Iberoamericana para el estudio y desarrollo de aplicaciones TIC basadas en interfaces adaptadas a personas con discapacidad.

Funded by: Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo (CYTED)

Duration: 1/01/2012 hasta 31/12/2015

Description: Access to information and communication technologies (ICT) presents serious difficulties for people with disabilities or elder who have perception, motor or intellectual severe limitations. Different interfaces have been developed to alleviate these barriers, for example in voice recognition, eye tracking or brain-computer interaction. The aim is to improve both the control of personal devices (prostheses, wheelchairs …) and access to knowledge through the Internet, reducing the «digital divide» by enabling them to use the computer and ICT.

The main goal of Iberada is to establish a broad working forum to enable and facilitate cooperation and the exchange of knowledge between different Ibero-American research groups whose work focuses on Assistive Technologies with the development of applications based on interfaces adapted to people with disabilities, combining the isolated efforts of these groups. It is intended to coordinate actions of study, training, parallel developments (design, implementation and experimentation), mobility and scientific interaction. The medium term goal is to strengthen this important emerging sector in Ibero-America and to project technological solutions to the market, with the aim of achieving greater autonomy in the daily activities of people with serious deficiencies through computer access. manipulation, mobility, interaction-communication and cognition, for a better quality of life and more full integration into society.

Head Researcher: José María Azorín Poveda

Brain2Motion

Title: Brain2Motion - Desarrollo de una Interfaz Multimodal Cerebro-Neural para el Control de un Sistema Robótico Híbrido Exoesqueleto - Neuroprótesis de Miembro Superior.

Funded by: Ministerio de Economía y Competitividad

Duration: 1/01/2012 hasta 31/12/2014

Description: Exoskeletal robots (ERs) are person-oriented robots that supplement the function of a limb or replace it completely. A possible alternative to ERs are Motor Neuro-Prostheses (MNP) based on Functional Electrical Stimulation (FES). Both ERs and MNPs are technologies that seek to restore or substitute motor function. MNPs constitute an approach to restoring function by means of artificially controlling human muscles or muscle nerves with FES. ERs use volitional commands for controlling the application of controlled forces to drive paralyzed or weak limbs.

The main goal of BRAIN2MOTION project is to develop a new hybrid ER-MNP for the upper limb interfaced to the users by means of non-invasive multimodal brain-neural computer interfaces (BNCIs). The robotic hybrid system will combine a light and kinematically compatible ER, and a textile-based surface MNP. In this combined ER-MNP, hardware and control strategies will be developed to combine the action of the ER and MNP while preserving motor latent capabilities of the user. A spontaneous non- invasive EEG-based Brain-Computer Interface (BCI) and an electrooculography (EOG) interface will compose the multimodal BNCI. The BCI will differentiate more than three mental tasks. This will be achieved incorporating new adaptive classifiers into the BCI. Learning strategies will be developed in order to improve the performance and versatility of the BCI. Control strategies combining EEG and EOG signals will be developed to control the ER-MNP.

The hybrid ER-MNP controlled by the BNCI will be used to perform reaching and grasping operations. The system will be validated with patients suffering from neurological conditions leading to severe motor disorders, in particular cerebrovascular accident (CVA).

Head Researcher: José María Azorín Poveda

PROYECTOS_BANCAJA_UMH-2007

Title: Desarrollo de modelos de predicción de precios de la energía y de curvas de carga de segmentos de la demanda eléctrica aplicando técnicas avanzadas de Inteligencia Artificial

Funded by: UMH-BANCAJA 2007

Duration: 2 años

Description: Proyecto para el desarrollo de modelos de predicción de los precios de la energía y de las curvas de carga de consumidores eléctricos a partir de históricos de datos de demanda eléctrica aplicando técnicas y modelos avanzados de inteligencia artificial.

Keywords: Modelos de predicción de la demanda eléctrica. Inteligencia artificial, precios de la energía eléctrica, precios de la demanda de energía eléctrica.

Head Researcher: Sergio Valero

RemoteRoboticsLab

Title: Convenio de Colaboración para el desarrollo del proyecto "Hacia la formación práctica ubicua y digital en robótica mediante laboratorios remotos”

Funded by: Centro de Inteligencia Digital de la Provincia de Alicante (CENID)

Duration: 6 meses (abril 2022 - octubre 2022)

Description: Este proyecto pretende desarrollar un laboratorio remoto, que consiste en una plataforma ciberfísica que permite al estudiantado de carreras técnicas conectarse a robots de forma remota, para hacer prácticas de laboratorio y experimentos con dichos robots, a través de Internet. Esto permitirá dotar al estudiantado de mayor flexibilidad espacial y temporal, permitiéndoles hacer prácticas de laboratorio de forma ubicua, sin limitarlos a tener que desplazarse a un laboratorio físico para realizar las prácticas únicamente en las horas en las que el acceso a dicho laboratorio está habilitado. El estudiantado se conectará a los robots reales a través de un servidor web y, a través de una interfaz, podrá comandar movimientos o experimentos para realizar con los robots remotos. El movimiento de los robots se mostrará a través de una webcam en tiempo real, y también se devolverá información relativa a los resultados del experimento remoto, información que será captada mediante sensores de posición, velocidad, y fuerza, colocados en el robot real. Los robots remotos que se implementarán para hacer prácticas a distancia serán de tipo paralelo o de cadena cinemática cerrada, ya que éstos disponen de mayor riqueza que los robots tradicionales de cadena cinemática serie, a la hora de ser estudiados en asignaturas de control y robótica.

Las actividades que abarcará este proyecto serán las siguientes cuatro: 1) construcción de dos robots paralelos con los que el estudiantado pueda realizar prácticas y experimentos a través de internet, 2) implementación del servidor web que gestione las reservas y el acceso remoto de los robots por parte del estudiantado, 3) la programación de interfaces gráficas de usuario que permitan al estudiantado comandar órdenes y experimentos a la vez que se observa el movimiento del robot en tiempo real a través de una webcam, y 4) diseño de prácticas y experimentos didácticos a realizar con la ayuda del laboratorio remoto desarrollado. El principal resultado esperado de este proyecto es la materialización del mencionado laboratorio remoto, que permitirá flexibilizar la realización ubicua de prácticas con robots reales a distancia, haciendo uso de las tecnologías digitales al servicio de la enseñanza y el aprendizaje.

Keywords: Robot paralelo, laboratorio remoto, prácticas de laboratorio, identificación, control

Head Researcher: Adrián Peidró

ThermaVCalculator_B

Title: Contract for the provision of services for the development of a new energy saving tool to be used by banking entities that will be called Therma V Banking Calculator

Funded by: LG Electronics Spain, SAU

Duration: 10/22 / 2 meses

Description: At the request of the company LG Electronics Spain, SAU, an online tool called Therma V Calculator has been developed and optimized to be used by banking entities. Said tool allows estimating the energy and economic savings derived from the substitution of domestic equipment for the production of Heating and Domestic Hot Water by high-efficiency equipment of the LG brand heat pump type.

Keywords: Heat Pumps, Domestic Hot Water, Heating, Energy Efficiency

Head Researcher: Francisco J. Aguilar Valero

REE2.21SW

Title: REE2.21SW. Contrato para la realización de las tareas y actuaciones necesarias para consolidar el modelo de predicción de la demanda eléctrica en el corto plazo, tanto para los modelos de predicción horarios como cuartohorarios

Funded by: Red Eléctrica de España (REE)

Duration: 1 año

Description: Desarrollo de las tareas necearias para la consolidación y traspaso definitivo de los modelos de predicción de la demanda eléctrica en el corto plazo al operador del sistema eléctrico Español, Red Eléctrica de España (REE), para su funcionamiento de forma autónoma.

Keywords: Predicción de la demanda eléctrica en el corto Plazo, Modelos híbridos de predicción de consumo eléctrico. Redes neuronales aplicadas a la predicción de la demanda eléctrica. Modelos Autorregresivos aplicados a la predicción de la demanda eléctrica.

Head Researcher: Sergio Valero Verdú

LGEES1.21I

Title: Contrato de Servicios para el Desarrollo de una Herramienta Web en la Estimación de Ahorros Energéticos en Viviendas con Equipos de Aerotermia LG.

Funded by: LG ELECTRONICS ESPAÑA S.A.U.

Duration: 16/04/2021 / 30/06/2021

Description: Desarrollo de una herramienta informática capaz de estimar los ahorros energéticos, económicos y de emsisiones de CO2 en viviendas a partir de la sustitución de equipos obsoletos de producción de calefacción y Agua Caliente Sanitaria (ACS), como calderas o termos antiguos, por equipos de alta efciencia de tipo bomba de calor de la marca LG.

Keywords: Aerotermia, Bomba de Calor, ACS, Calefacción

Head Researcher: Francisco J. Aguilar Valero

REE1.20SW

Title: REE1.20SW. Contrato para la realización de una adaptación y desarrollo del modelo de previsión de demanda eléctrica a corto plazo de un modelo horario a modelo cuartohorario

Funded by: Red Eléctrica de España (REE)

Duration: 1 año

Description: Proyecto para el desarrollo y adaptación de los modelos de predicción de la demanda eléctrica en el corto plazo de un modelo horario a cuartohorario para ser utilizado por Red Eléctrica de España (REE) el operador del sistema eléctrico Español.

Keywords: Load Forecasting, Power Systems, Predicción de la demanda eléctrica en el corto plazo, sistemas eléctricos de potencia

Head Researcher: Sergio Valero Verdú

Tonalidad de Pieles

Title: Desarrollo de un software para la detección y medición de los diferentes tonos de piel

Funded by: PIES CUADRADOS LEATHER S.L.

Duration: 2019 - 2020

Description: El objetivo de esta propuesta es el estudio, desarrollo e implementación de un sistema de clasificación mediante visión por computador de la tonalidad de piezas de cuero teñido atendiendo a la apariencia visual del tono de la piel.

La medida de color y clasificación de grandes piezas de cuero teñido para obtener una producción uniforme en la industria del calzado, es un problema técnico no resuelto debido a las dificultades impuestas por la alta variabilidad espacial de la tonalidad y de la textura de la misma. En la percepción visual de la tonalidad de un producto influyen múltiples factores: iluminación, propiedades de absorción del material y la respuesta del sensor utilizado. Cada uno de estos factores está sujeto a variación tanto espacial como temporal. Los trabajos en el campo de la percepción de color han dado lugar a una conjunto de modelos y herramientas para definir de forma univoca el color puntual respecto a unas referencias espectrales, pero la medida y percepción de diferencias de tonalidad en materiales no uniformes, aplicados a la producción de elementos con múltiples piezas donde la compatibilidad de la apariencia visual es determinante, es un problema mucho más complejo y sujeto todavía a estudio.

Sobre esta base, se propone el estudio y desarrollo de los diferentes aspectos y tecnologías aplicados a la clasificación de la tonalidad de pieles. Se propone la necesidad del estudio e implementación de descriptores de color uniformes que permitan la medida de distancia de apariencia visual de forma robusta. El estudio de técnicas de calibración y corrección de color que permita observar las variaciones espaciales y temporales del sistema de captación y de iluminación. Adicionalmente se propone el estudio de descriptores texturales aplicables a imágenes en color y que tengan en cuenta no solo la tonalidad puntual sino la variabilidad espacial del mismo debido a la textura del material. Se diseñarán y analizarán técnicas de clasificación y reconocimiento de patrones que permitan establecer reglas de decisión robustas. Por último se implementarán los resultados obtenidos en un sistema industrial de clasificación de pieles mediante visión por computador.

Head Researcher: O. Reinoso

REE1.19SW

Title: REE1.19SW. Ampliación de los trabajos de mejora de la previsión de demanda eléctrica a corto plazo, tanto peninsular como no peninsular.

Funded by: RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA (REE)

Duration: 1 año

Description: Mejora de los modelos de predicción de la demanda eléctrica en el corto plazo desarrollados por el área de ingeniería Eléctrica en los últimos años para REE (Red Eléctrica de España), tanto en la península como en los sistemas no peninsulares (Ceuta, Melilla e islas). . El desarrollo de este proyecto se enmarca como una ampliación de los proyectos que se han llevado a cabo en REE durante los últimos años para la mejora de los modelos de predicción de demanda eléctrica.

Keywords: MODELOS DE PREDICCION EN EL CORTO PLAZO, SISTEMAS ELECTRICOS, EFICIENCIA ENERGÉTICA, REDES NEURONALES, GESTION Y PREDICCION DE LA DEMANDA EN EL CORTO PLAZO

Head Researcher: SERGIO VALERO VERDU

Ingeniería Industrial, Automatización de Maquinaria Industrial y Robótica

Title: Contrato de asesoramiento técnico y científico en el ámbito de la Ingeniería Industrial, Automatización de Maquinaria Industrial y Robótica

Funded by: SIMPLICITYWORKS EUROPE SL

Duration: 2019 - 6 meses

Description: Contrato de asesoramiento técnico y científico en el ámbito de la Ingeniería Industrial, Automatización de Maquinaria Industrial y Robótica

Keywords: Asesoramiento

Head Researcher: Carlos Pérez Vidal

Desarrollo de un nuevo procedimiento para incrementar el nivel de pegado de polímeros inyectados en molde cerrado

Title: Contrato para la realización del proyecto "Desarrollo de un nuevo procedimiento para incrementar el nivel de pegado de polímeros inyectados en molde cerrado"

Funded by: SIMPLICITYWORKS EUROPE SL

Duration: 2018 - 2 años

Description: Desarrollo de un nuevo procedimiento para incrementar el nivel de pegado de polímeros inyectados en molde cerrado

Keywords: Moldes, polímeros, pegado

Head Researcher: Carlos Pérez Vidal

REE1.15SW

Title: REE1.15SW. Contrato para la realización de una aplicación de previsión de la demanda eléctrica a corto plazo de los sistemas extra-peninsular

Funded by: Red Eléctrica de España (REE)

Duration: 1 año

Description: Desarrollo y ampliación de la aplicación de predicción de la demanda eléctrica a corto plazo incluyendo los sistemas extra-peninsular, además del sistema peninsular para REE (Red Eléctrica de España)

Keywords: Predicción de la demanda eléctrica en el corto plazo, redes eléctricas, gestión de la demanda eléctrica, sistemas eléctricos, eficiencia del sistema eléctrico

Head Researcher: Sergio Valero Verdú

REE1.14SW

Title: REE1.14SW. Contrato para la realización de una aplicación de previsión de la demanda eléctrica a corto plazo, tanto peninsular como no peninsular, ajustada a las necesidades de RED ELÉCTRICA de España (REE)

Funded by: Red Eléctrica de España (REE)

Duration: 1 año

Description: Desarrollo y propuesta de un modelo avanzado de previsión de la demanda eléctrica a corto plazo, tanto peninsular como no peninsular, ajustada a las necesidades de RED ELÉCTRICA de España (REE).

Keywords: Predicción de la demanda eléctrica en el corto plazo, Gestión de la demanda eléctrica, eficiencia del sistema eléctrico, redes eléctricas.

Head Researcher: Sergio Valero

Creation of a program for analyzing lexical availability data.

Title: Contract for the development of a web tool and software in Python programming language, capable of analyzing the set of data stored in fixed format files.

Funded by: Universidad de Salamanca

Duration: 4 meses

Description: This project aims to develop a software program capable of analyzing datasets stored in fixed-format files. The program will allow flexibility in defining groupings within the data and will offer results of the analysis on the screen or through output files. The tool will have a graphical user interface through which all necessary parameters and configurations can be defined. The data analyzed will include the total number of words, the number of unique words, the average number of words per informant, the index of cohesion, and a count of words per informant. Additionally, availability metrics such as index, absolute frequency, appearance, and cumulative frequency will be calculated. The program will also compare sets of data, including the number of words in each group, total words, the number of shared words, the number of exclusive words, and listings of shared and exclusive terms for each group. The software will output all calculated data in Excel format, compatible with the Gephi tool for graphical representation. The program will also generate graphs, allowing the analysis of pairs of words and all co-occurrences within responses. The tool will calculate values at the node and network levels, including degree, path length, clustering coefficient, and centrality. The program will be developed in collaboration between the UMH and the University of Salamanca.

Keywords: software, python, data analysis

Head Researcher: M. López