Dossier de Investigación y Publicaciones realizadas por la Facultad de Ingeniería de la USAL

Título del proyecto: “Integración de Blockchain e Internet de las Cosas usando Contratos Inteligentes”.
Director: Ing. Jorge Eterovic.
Co-Director: Lic. Marcelo Cipriano.
Blockchain es una de las tecnologías más innovadoras de nuestro tiempo gracias a su capacidad para asegurarla integridad de las transacciones y la autenticidad entre cualquier entidad conectada a Internet, de manera descentralizada. Entre las ventajas que ofrece Blockchain, se incluyen la permanencia del registro en la cadena de bloques y la capacidad de ejecutar contratos inteligentes. Internet de las Cosas es un concepto que se refiere a conectar distintos dispositivos a Internet, que puede traer muchos beneficios a la sociedad de diferentes maneras, pero es muy importante investigar y proponer la mejor solución para proteger la seguridad de los datos y de las comunicaciones entre todos los dispositivos conectados. Esto constituye un gran desafío. Un contrato inteligente es un tipo especial de instrucciones que se almacena en la Blockchain y que además tiene la capacidad de autoejecutar acciones de acuerdo con una serie de parámetros pre-programados. Todo esto de forma inmutable, transparente y completamente segura. Elimina la necesidad de los acuerdos legales externos. Además, hace cumplir los términos y condiciones de un acuerdo que se establece entre partes no confiables en las que los terceros de confianza no pueden interferir. La criptografía utilizada en el contrato inteligente permite a la red Blockchain proporcionar confianza y autoridad a todas las partes involucradas en una transacción. Un contrato inteligente puede ser creado y llamado por personas físicas y/o jurídicas. Pero también por máquinas u otros programas que funcionan de manera autónoma. Tiene validez sin depender de autoridades. Esto se debe a su naturaleza: es un código visible por todos y que no se puede cambiar al existir sobre la tecnología Blockchain. Esto le confiere un carácter descentralizado, inmutable y transparente. Este proyecto de investigación se centra en la búsqueda y análisis de distintas plataformas Blockchain donde se pueden desarrollar contratos inteligentes, que permiten dar soporte a la interacción entre dispositivos que nos propone el IoT, la recopilación y estudio de las vulnerabilidades detectadas y cómo es su comportamiento con respecto a la escalabilidad, la complejidad del sistema y los factores de protocolo de consenso. El resultado esperado es, en el contexto de la integración de contratos inteligentes entre Blockchain e IoT, encontrar las oportunidades y desafíos de esta integración junto con las futuras líneas de investigación.

Título del proyecto: “Lean Seis Sigma: Herramientas para su aplicación en Pymes”.
Director: Ing. Ana María López.
El presente proyecto surge como consecuencia y continuidad de los proyectos de USAL:VRID 1937 Modelos de Excelencia en las organizaciones; VRID 1548 Gestión de Riesgos para la Calidad, Análisis y comparación de los métodos aplicados en diferentes industrias, Herramientas utilizadas en la gestión; VRID 1440 Costos de no Calidad; y del VRID 1189 Sistemas de Gestión de la Calidad en Empresas Pequeñas y Medianas en Argentina (PYME). Elnproyecto1937 nos permite destacar las herramientas de gestión que usan las empresas exitosas en nuestro país, Japón, USA y México. A la fecha se analizaron 32 empresas ganadoras de Premios a la Calidad en sus países y las metodologías que las mismas usan para cumplimentar los requerimientos de los modelos de Excelencia respectivos. También nos ha permitido corroborar lo analizado en el VRID 1189 y en VRID 1440 respecto a que las herramientas antes citadas no son utilizadas en PYME. Por ello que proponemos desarrollar este nuevo proyecto con el objetivo de generar material didáctico y simples herramientas informáticas que puedan ser adquiridas no sólo por los alumnos de Ingeniería Industrial, sino que permitan generar actividades de transferencia a las empresas ya sean industriales o de servicios que les permitan que ayuden a reducir sus costos, mejorar la eficiencia y la competitividad. Basado en las investigaciones propias antedichas, en la bibliografía y proyectos similares realizados en Inglaterra y otros auspiciados por el BID es que luego del análisis proponemos trabajar con la herramienta Lean Seis sigmas (LSS). Estudios realizados por el doctor Jiju Antony en la universidad de Strathclyde, Glasgow, UK., determinan los factores clave de éxito para la implementación de esta metodología. Fueron confirmados por el doctor Todd Myers de Ohio University cuando vino a Argentina. El propósito de esta investigación es doble, confirmar los factores críticos de éxito para una implementación exitosa de LSS (compararlos con los de Australia, Holanda, India, Malasia, Nueva Zelanda, USAy UK). El segundo objetivo es desarrollar una metodología simple, con uso de herramientas informáticas de acceso libre (como Excel, o r) para los alumnos y realizar transferencia a PYMES.

Título del proyecto: “Tambo 4.0: Utilización de Internet de las Cosas y Machine Learning para la predicción de enfermedades en la ganadería lechera”.
Director: Ing. Nadia Peretti.
Co-Directora: Dra. Mariana Lucas.
La demanda de productos lácteos está aumentando rápidamente a nivel mundial, debido a un aumento de la población y un incremento en el ingreso per cápita. Para hacer frente al aumento de la demanda de alimentos, se requieren métodos nuevos y efectivos para mejorar la capacidad de producción de este sector. La aplicación de la Industria 4.0 a la industria lechera, permitiría la predicción de enfermedades, lo que será de gran ayuda para los productores lecheros. Sin embargo, uno de los desafíos para la detección temprana de enfermedades en las vacas lecheras es poder trazar un perfil del comportamiento del ganado correlacionándolo con las variables monitoreadas. Las decisiones, los métodos y las medidas basadas en datos pueden ayudar a aumentar la capacidad de producción de estas industrias. El objetivo del presente proyecto de investigación es desarrollar un sistema conceptual, identificando las mejores tecnologías de sensorización e Internet de las Cosas y el procesamiento de datos y aprendizaje automático, disponibles y al alcance de pequeños productores, con el fin de predecir enfermedades en vacas lecheras en el período de transición, mejorando, de ese modo, el desempeño del tambo.

Título del proyecto: “Metodología para el análisis de viabilidad de la incorporación de Cobots en líneas de ensamble”.
Director: Ing. Sergio Salimbeni.
Los consumidores requieren cada vez más frecuentemente productos personalizados, lo que exige a los fabricantes una mayor flexibilidad de sus sistemas de fabricación. El trabajo en celdas de trabajo puede dar una respuesta favorable a ello y los robots colaborativos (cobots) pueden ser utilizados para tareas simples y repetitivas complementando las actividades de los trabajadores especializados, mejorando la velocidad y calidad de los productos. El objetivo del presente proyecto de investigación es la construcción de un marco de referencia y un conjunto de herramientas para la evaluación técnica, ergonométrica y económica de la incorporación de Cobots en celdas de trabajo, mejorando de esa manera la productividad en la planta. Los objetivos específicos son: (1) Crear un marco de referencia para la realización de análisis de la viabilidad técnica con el fin de definir si una actividad manual puede ser realizada por un robot de manera eficiente. (2) Crear un marco de referencia para analizar si la introducción de un Cobot puede mejorarlas condiciones físicas del operador al reducir el estrés biomecánico relacionado con el trabajo. (3) Crear un marco de referencia para analizar el valor económico agregado al cliente final gracias a la introducción de Cobots. (4) Crear un marco de referencia para realizar un análisis costo/beneficio debido a la introducción de Cobot en la estación de trabajo y (5) validar la aplicabilidad de dichos marcos de referencia y el toolkit en un caso de estudio en una pyme argentina.

Título del proyecto: “Monitoreo con sensores remotos en glaciares patagónicos: aplicación de tecnologías emergentes para procesar información almacenada y reducir riesgos ambientales”.
Director: Ing. Guillermo Chinni.
Los grandes volúmenes de información sin precedentes que actualmente proporcionan los sensores de satélites ocasionan un nuevo problema: los datos superan la capacidad de procesamiento y de generación de conocimiento. Es entonces que resulta necesario comenzar a incluir técnicas de aprendizaje automático que posibilitarían mejorar el análisis de este tipo de datos; sin embargo, la mayoría de los algoritmos tradicionales de aprendizaje automático actuales no pueden procesar grandes volúmenes de datos. Recientes avances plantearon la posibilidad de superarlas limitaciones computacionales relacionadas con el análisis de Big Data en teledetección con la implementación de nuevos algoritmos, soluciones de agrupamiento distribuido e infraestructura de computación en la nube para procesar conjuntos de datos muy grandes con paquete de minería de datos tipo InterCloud. El proyecto busca explorar, conocer y emplear el uso de tecnologías emergentes y existentes en la obtención, procesamiento y aplicación de sensores remotos para la gestión del medioambiente. Nuevas fuentes de información y procesamiento posibilitarán una mejor gestión de los ecosistemas y zonas urbanas, tal es el caso del almacenamiento conectado en la nube (Cloud Storage Connection files), procesamiento de imágenes (Image Management), generación de mapas, aprendizaje profundo y clasificación de imágenes (Deep Learning and Image Classification) y herramientas de visualización e interpretación (Visualization Motion Imagery - Full Motion Video). Se propone entonces explorar, describir y eventualmente explicar casos específicos en los que resultaría posible reducir riesgos ambientales y generar nuevo conocimiento aplicando tecnologías existentes y emergentes, tal será el caso de variaciones en glaciares patagónicos y eventualmente en la contaminación del aire en zonas urbanas densas de la Argentina.

Título del proyecto: “Criptografía Liviana para Internet de las Cosas e Internet de las Cosas Industrial”.
Director: Lic. Marcelo Cipriano. 
Co-Director: Ing. Jorge Eterovic.
La llamada Cuarta Revolución Industrial o Industria 4.0 se sustenta en los sistemas ciber-físicos. Esto permite que se lleven adelante procesos de fabricación con flexibilidad y adaptabilidad de sus medios de producción. Con un notable mejoramiento en el uso de los recursos materiales, energéticos, humanos, temporales, etc. Uno de sus soportes es la Internet Industrial de las Cosas. Este concepto es un subcampo de otro mayor llamado Internet de las Cosas (IoT: internet of Things). Esto es la interconexión de sensores y dispositivos a través de redes de datos. Cualquier dispositivo o sensor puede ser una ¨cosa¨ interconectada con otras de su misma naturaleza o con su sistema de comando y control, recopilando e intercambiando datos, procesando información y recibiendo instrucciones. Cuando IoT nació en 1999, no se consideraba que la seguridad fuera un factor preponderante. Por la propia naturaleza de estos dispositivos, su tamaño, los recursos de memoria y energía que utilizan, no es posible implementar en ellos mecanismos de seguridad de los datos, información y canal de comunicación que establecen entre sí o con el usuario al cual sirven. Hasta ahora se han identificado al menos 3 tipos de peligros, producto de la vulnerabilidad de estos dispositivos: - la producción de la fábrica donde ofrecen sus servicios. - la confidencialidad y la integridad de la información de los usuarios finales.  - terceras personas, empresas, organizaciones o gobiernos al poder ser utilizados para fines maliciosos. La Criptografía Liviana o Ligera, aunque no nace para dar respuesta a la falta de confidencialidad, autenticación, integridad y no repudio de la IoT o IIoT, sí puede usarse para tal fin. Nacida como un subcampo de la Criptografía, hoy pueden encontrarse una enorme cantidad de algoritmos. Los que podrían ser empleados en estos dispositivos. El proyecto permite el estudio, análisis, campo de aplicación, fortalezas y debilidades de algoritmos de cifrado, intercambio de claves, autenticación, resumen (hash) y protocolos de seguridad, cuyas características les permiten proteger dispositivos IIoT. Tales algoritmos no solamente son creados por el mundo de las Tecnologías dela Operación (OT), sino también en el de las Tecnologías de la Información (IT). Ambos mundos conciliados, aliados y aunando esfuerzos para enfrentar los riesgos de seguridad. Por ejemplo los algoritmos presentados en el concurso internacional propuesto por el NIST en procura de hallar el nuevo estándar para IoT.

Título del proyecto: “Tecnología educativa aplicada a la enseñanza universitaria: uso de tecnologías emergentes y existentes para mejorar las experiencias de aprendizaje en ciencias aplicadas”.
Director: Ing. Guillermo Chinni.
Co-Director: Dra. Rosanna Chacin.
La tecnología educativa abarca el estudio y la práctica ética para facilitar el aprendizaje y mejorar el rendimiento mediante la creación, el uso y la gestión de tecnologías apropiadas en cuanto a procesos y recursos. La tecnología educativa podría entenderse como el uso de tecnologías emergentes y existentes para mejorar las experiencias de aprendizaje en una variedad de entornos educativos, tales como la enseñanza de las ciencias y sus aplicaciones. Los enfoques de tecnología educativa han evolucionado inicialmente con la ayuda de audiovisuales hasta los actuales y diversos recursos personalizados en celulares y redes de computadoras, incluyendo diversas tecnologías móviles e inteligentes, así como realidades virtuales y aumentadas, entornos inmersivos basados, recursos en la nube, dispositivos portátiles y geolocalización. La aparición de la pandemia del COVID-19 aceleró la migración hacia entornos virtuales de enseñanza y aprendizaje; sin embargo, en muchos casos todavía no se ha logrado una integración validada y pocas veces siquiera probada en los diversos ámbitos académicos. Por tales motivos, los objetivos de este proyecto se orientan a explorar, conocer y probar el uso de tecnologías emergentes y existentes para mejorar las experiencias de aprendizaje en ciencias aplicadas.

Título del proyecto: “Generación Automática de Código Software a través de Modelos Pre-entrenados de Lenguaje a partir de Idioma Español”.
Director: Ing. Adrián Bender.
El Aprendizaje Automático ha generado importantes logros en los últimos años, y cada vez más disciplinas se apoyan en ella permitiendo, entre otras cosas, automatizar tareas que requieren conocimiento y experiencia de profesionales. En el último tiempo se ha comenzado a utilizar Aprendizaje de Máquinas en el área del desarrollo de software y así, por ejemplo, está surgiendo una nueva generación de herramientas que, entre otras cosas, permiten escribir código más confiable y detectar errores en forma automática. Si bien estas herramientas son utilizadas actualmente para complementar la labor de los profesionales, el avance que ha tenido IA en otros campos nos hace pensar en un mayor grado de automatización en tareas relativas al Desarrollo de Software. Los Modelos Pre-entrenados de Lenguaje (como GPT), a través de sus últimos avances, están demostrando importantes casos de éxito en tareas que implican generación de textos a partir de un estímulo escrito en lenguaje natural. Este proyecto pretende explorar el empleo de estos modelos para la generación de código de Software en busca de determinar su aplicabilidad, conocer la calidad del código generado, y poder vislumbrar algunas fortalezas y debilidades de esta tecnología para la generación automática de Software partiendo de una especificación escrita en idioma español.

Título del proyecto: “Implicancia del uso masivo del auto eléctrico en la Argentina”.
Director: Ing. Juan Jose Grassi.
Si bien el auto eléctrico es un producto cuya invención se remonta al siglo XIX, y actualmente se fabrica y comercializa en muchos países, su utilización aún está muy lejos de reemplazar al auto tradicional equipado con un motor de combustión interna. El desarrollo de la industria automotriz exige permanentemente a los fabricantes realizar inversiones significativas en innovaciones tecnológicas para mantenerse en la industria en condiciones competitivas, y nuestro país no está ajeno a esta situación. Es conocida la necesidad que tiene la humanidad de reducir progresivamente el uso de los recursos naturales no renovables para producir energía eléctrica y, en consecuencia, mitigar los efectos del cambio climático y reducir la contaminación ambiental. En este sentido, hoy se vuelve a considerar al auto eléctrico como un producto estratégico que puede contribuir a disminuir fuertemente los efectos contaminantes del uso de combustibles fósiles. Se propone realizar un análisis comparativo entre automóviles de uso particular equivalentes de ambas tecnologías (el auto eléctrico y el impulsado por motor a explosión) basado en la información de productos de fabricación nacional y de origen internacional, para determinar las implicancias del uso masivo del auto eléctrico en la Argentina. Se han relevado y analizado trabajos de investigación, información y publicaciones disponibles sobre el tema planteado en los ámbitos de la academia y la industria y se han identificado estudios parciales sobre diversos aspectos y componentes del auto eléctrico y su tecnología, pero se advierte muy poca profundización y nivel de detalle en la información que trata sobre las desventajas del auto eléctrico y tampoco se encuentran estudios comparativos que orienten sobre las consecuencias positivas y negativas que traería aparejado el uso individual o familiar de gran escala del automóvil eléctrico en rutas, autopistas y ciudades de nuestro país, caracterizado por grandes extensiones geográficas. Se busca identificar y describir las implicancias del uso masivo de este producto en Argentina en términos de las necesidades de nuevos recursos y facilidades para brindar servicio al usuario, su relación con el Medio Ambiente, los consumos de energía eléctrica y combustibles, etc.

Título del proyecto: “Relaciones entre hábitat y energías. Estudio de caso en el Campus Universitario Nuestra Señora del Pilar de la USAL”.
Director: Arq. Marcelo De Simone.
Recientemente se dio a conocer la noticia que por primera vez en la historia de la humanidad la atmósfera había alcanzado niveles récord de concentración de dióxido de carbono. El marcado ascenso en la concentración de gases responsables del efecto invernadero comenzó a mediados del siglo XIX con los inicios de la revolución industrial, inaugurando un período cada vez más acelerado de explotación de recursos que por su natural lentitud de regeneración hacen imposible su renovación. La crisis del petróleo de la década del 70 del siglo pasado puso en evidencia el agotamiento de los recursos fósiles para producir energía. A esto le siguieron Cumbres y encuentros dirigidos en el mismo sentido, comprometiendo a los países a realizar acciones y lograr metas efectivas para la conservación de recursos y revertir el irrefrenable daño que como humanidad le estamos causando a nuestro planeta. Estos urgentes llamados nos invitan, y a la vez nos comprometen, a estudiar y promover las posibles formas de ahorro de energía favoreciendo la eficiencia energética, para lo que consideramos indispensable partir de la indagación sobre lo realizado hasta hoy, en cuanto a la cuantificación y cualificación del impacto sobre el medio ambiente que producen nuestras acciones diarias.