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https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/7464| Título : | Desarrollo de herramientas virtuales para incentivar la educación basada en proyectos de ingeniería e inteligencia artificial |
| Autor : | TINOCO VARELA, DAVID |
| Fecha de publicación : | 2021 |
| Resumen : | En la carrera de “Ingeniería en Telecomunicaciones, Sistemas y Electrónica” impartida en la FESC, dentro del módulo “Sistemas Digitales”, se encuentran las asignaturas: “Sistemas basados en Redes Neuronales” y “Sistemas Inteligentes”. Ambas con un gran potencial en el área de ingeniería, ya que permiten la generación de proyectos técnicos y científicos de alto impacto. No obstante los beneficios que presentan los conceptos de inteligencia artificial (IA) aplicados en la ingeniería, los alumnos no logran explotar tal potencial, debido a la falta de herramientas dirigidas específicamente al área de ingeniería y de aplicación física. Si bien es cierto que la IA ha adquirido gran popularidad en los últimos años, también es cierto que se han destinado pocos recursos de este campo a la enseñanza en áreas de ingeniería aplicada, dejando a los alumnos con huecos en la asimilación del concepto teórico y su aplicación práctica. En este proyecto se plantea la generación de diferentes herramientas virtuales, tal como repositorios, páginas web, prácticas, entre otros; que estén completamente enfocadas a la enseñanza, desarrollo y la incentivación de la generación de proyectos ingenieriles inteligentes de forma autónoma. Buscando que el alumnado y cualquier interesado en el tema pueda tener acceso a tales recursos virtuales, y de esta forma aprender y verse motivado a la exploración de ideas y proyectos de alto impacto tecnológico, científico y comercial. La finalidad de este proyecto es lograr que los alumnos de las carreras de ingeniería de la UNAM y de la FESC, encuentren un camino de acercamiento al desarrollo de proyectos de ingeniería con IA, basando esta idea en los fundamentos del aprendizaje basado en proyectos (ABP). Los integrantes de este proyecto, han trabajado activamente en la aplicación académica del ABP, así como en la incentivación para que los alumnos presenten sus proyectos en diferentes foros académicos. |
| URI : | https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/7464 |
| metadata.dc.contributor.responsible: | TINOCO VARELA, DAVID |
| metadata.dcterms.callforproject: | 2021 |
| metadata.dc.coverage.temporal: | 2021-2022 |
| metadata.dcterms.educationLevel: | nivel superior |
| metadata.dcterms.educationLevel.SEP: | Licenciatura |
| metadata.dc.description.objective: | Objetivo general: Generación de un sistema de páginas web, almacenada en un servidor de la UNAM que gestione un acervo de información relacionada al área de inteligencia artificial, así como también que contenga las herramientas necesarias como scripts y programas para la generación de proyectos tecnológicos e ingenieriles reales. Dándole el enfoque necesario para que el lector encuentre la motivación necesaria para desarrollar sus ideas. Basando su creación en el ABP. EL conjunto de páginas contendrá: a. Desarrollo y explicación de los conceptos fundamentales de la IA. b. Herramientas en software para la implementación de proyectos ingenieriles inteligentes. c. Memorias de congreso enfocado a la participación de alumnos de ingeniería. d. Información relacionada a las presentaciones en eventos académicos de diferentes alumnos de ingeniería de la FESC. Objetivos específicos: "1. Desarrollo de proyectos electrónicos que utilicen inteligencia artificial como su centro de funcionamiento. Proyectos que serán liberados dentro del acervo mencionado para que los alumnos puedan descargarlos e implementarlos físicamente. 2. Desarrollo de software dirigido a proyectos de ingeniería. 3. Lograr que los alumnos interesados desarrollen sus ideas y estas sean presentadas en diferentes foros académicos. 4. Generación de prácticas de laboratorio. 5. Desarrollo de Unidades de Apoyo Para el Aprendizaje (UAPAs). 6. Presentar al menos dos proyectos en congresos especializados. 7. Dirección de tesis de licenciatura." |
| metadata.dc.description.strategies: | Para el desarrollo de este proyecto se utilizará el modelo en espiral [18]. El cual tiene en cuenta fuertemente el riesgo que aparece a la hora de desarrollar software (en nuestro caso un conjunto de páginas web y desarrollo de software para implementar). Para ello, se comienza mirando las posibles alternativas de desarrollo, se opta por la de riesgo más asumible y se hace un ciclo de la espiral. Si se requiere seguir haciendo mejoras se vuelve a evaluar las distintas nuevas alternativas y riesgos y se realiza otra vuelta de la espiral, así hasta que llegue un momento en el que el producto desarrollado sea aceptado y no necesite seguir mejorándose con otro nuevo ciclo. En cada ejecución del desarrollo se sigue cuatro pasos principales: 1. Determinar o fijar los objetivos. En este paso se definen los objetivos específicos para posteriormente identifica las limitaciones del proceso y del sistema de software, además se diseña una planificación detallada de gestión y se identifican los riesgos. 2. Análisis del riesgo. En este paso se efectúa un análisis detallado para cada uno de los riesgos identificados del proyecto, se definen los pasos a seguir para reducir los riesgos y luego del análisis de estos riesgos se planean estrategias alternativas. 3. Desarrollar, verificar y validar. En este tercer paso, después del análisis de riesgo, se eligen un paradigma para el desarrollo del sistema de software y se desarrolla. 4. Planificar. En este último paso es donde el proyecto se revisa y se toma la decisión si se debe continuar con un ciclo posterior al de la espiral. Si se decide continuar, se desarrollan los planes para la siguiente fase del proyecto. Dentro del análisis inicial del proyecto se generan las siguientes actividades. Definición del objetivo del sitio. Se define cual la finalidad del sitio. Definición de la audiencia. Determina le tipo de usuarios son los que van a acceder al sitio. Se deben tomar en cuenta aspectos como el control de ingreso, opciones de accesibilidad para personas con capacidades diferentes, dominio técnico, etc. Para nuestro sitio se espera que serán los alumnos de la carrera de ITSE primordialmente, pero enfocado a básicamente cualquier alumno de ingeniería. Definición del contenido. Esto es resultado del análisis de las etapas previas, con el fin de determinar la mejor forma para incluir dicho contenido. En este proyecto los materiales son de manufactura propia, por lo cual no se infringen leyes de derechos de autor. Definición de la estructura. En esta etapa se pretende visualizar una estructura jerárquica de la forma en que los contenidos dentro de las páginas web serán mostrados, así como las relaciones entre los distintos elementos del sitio. Definición del sistema de navegación. En lo cual se hace énfasis en dos situaciones: textual (menús, botones, guías, flechas, etc. Y contextual (presentación de la información). La idea es crear un sitio funcional más que vistoso. Definición visual. Por ultimo de define el tipo de elementos a utilizar. Gráficas, archivos de texto, clips de video, etc. Con ello se deberá de diseñar un sitio que cumpla con los objetivos del mismo y que sea atractivo para los usuarios, sin contravenir aspectos de navegación o estructura del sitio. Derivadas de estas actividades se generan otras que servirán para la creación y mantenimiento del sitio. Entre ellas están: Creación de Apuntes de conceptos básicos y de complejidad media de Inteligencia Artificial. Redacción de Apuntes de programación de alto nivel en lenguaje de programación Matlab, PROLOG, Python y C. Los cuales sirvan de guía a los estudiantes en el desarrollo de sus propios programas y proyectos, buscando incentivar siempre la finalidad en hardware más que en software puro. Adicionalmente se crearan diferentes materiales que servirán como fuente de información del sitio, así como el material y herramientas necesarias para incentivar el interés de la comunidad estudiantil. Al ser un modelo en espiral se espera que algunos contenidos sean refinados, reestructurados, o cambiados, según las necesidades de los usuarios finales. |
| metadata.dc.description.goals: | 1. Lograr el desarrollo del conjunto de páginas web que se entrelacen entre sí, para lograr aprendizaje, motivación, diseño de proyectos y divulgación científica, relacionada a la Inteligencia Artificial y su aplicación en la ingeniería. 2. Desarrollo de software. 3. Lograr al menos 3 UAPAs. 4. Desarrollo de proyectos de alto impacto que utilicen inteligencia artificial como su centro de funcionamiento. Proyectos que serán liberados dentro del acervo mencionado para que los alumnos puedan descargarlos e implementarlos físicamente 5. Presentación en congreso nacional de los resultados obtenidos. 6. Organización de evento académico enfocado a que los alumnos presenten sus proyectos desarrollados. 7. Generación de prácticas de laboratorio físicas y virtuales. 8. Dirección de tesis de licenciatura. |
| metadata.dc.description.selfAssessment: | Consideramos que se lograron todas las metas que originalmente se plantearon al principio de este reporte, pero no solo eso, sino que se lograron metas adicionales.Con la adquisición de la licencia para el simulador LVSIM-EMS de FESTO, no solamente se permitió trabajar a distancia con los alumnos, sino que adicionalmente se dio un curso para personal docente en el cual se les enseño a utilizar el software y las ventajas que este tiene en la educación práctica y a distancia, curso impartido por Ángel Isaías Lima Gómez, participante activo de este proyecto PAPIME. Originalmente se tenía contemplado la participación en un congreso nacional, sin embargo, se lograron 3 participaciones, ganando el 3er lugar en carteles en el “38° Congreso Nacional y 12° Internacional de Servicio Social y Voluntariado Universitario. V Coloquio Iberoamericano sobre Voluntariado Universitario”, con el cartel titulado “Identificación de plagas parcelarias o de cultivos utilizando detección de objetos mediante Deep Learning”, La elaboración de manuales de prácticas fue un logro interesante, ya que a la par de las prácticas se generaron los scripts para realizarlos, y para llevar a cabo estas prácticas, los alumnos tienen que interactuar y utilizar las TICs de forma activa, ya que los datos se encuentran en nuestra web. Estas prácticas han sido un gran acierto para el momento sanitario en el cual nos encontramos, ya que todo esta online, y el alumno, o cualquier interesado, solo necesita querer realizarlo. En el Congreso Estudiantil de Inteligencia Artificial Aplicada a la Ingeniería y Tecnología, logramos captar la atención no solamente de estudiantes de la UNAM, sino que participaron estudiantes y profesionales de diferentes partes de México y América Latina, lo que brindo al evento un carácter de internacional. Es importante mencionar que el proyecto ha atraído la atención de diversos grupos estudiantiles, logrando la participación activa de cada vez más alumnos dentro de nuestro equipo de trabajo, participando principalmente alumnos de IME, ITSE y Lic. en Tecnología de la FES-C. Por todo lo mencionado, considero, adicionalmente, que el equipo de trabajo que se ha formado con este PAPIME ha logrado una buena cohesión, obteniendo la producción a pesar de los problemas ocasionados por las restricciones sanitarias provocadas por el Sars-Cov-2. |
| metadata.dc.description.goalsAchieved: | Las metas que se plantearon para el año 2021, han sido cubiertas y se generaron productos adicionales a las metas originales. La meta relacionada al desarrollo y creación de páginas web, ha sido descrito en la sección "Objetivos cumplidos" de este reporte, en tal sección se menciona acerca de los códigos generados, los proyectos realizados, las paginas desarrolladas, así como la divulgación de ideas y la organización de eventos académicos, y se colocan las páginas electrónicas donde se puede verificar y descargar la información. El software se desarrolló como parte complementaria de los diversos temas tratados en las páginas, por ejemplo, en la página http://virtual.cuautitlan.unam.mx/intar/ime/sistemas-de-primer-orden/ se desarrolla el tema "Sistemas de primer orden" y dentro del tema se pueden encontrar diferentes scripts para ejecutar en Matlab cada uno de los subtemas tratados. Este mismo formato se sigue en la mayoría de los menús de las páginas. Haciendo mención aparte, también se tienen los scripts diseñados exclusivamente para el desarrollo de prácticas de laboratorio, que se pueden descargar de http://virtual.cuautitlan.unam.mx/intar/?page_id=793 y http://virtual.cuautitlan.unam.mx/intar/?page_id=786 Se lograron dos UAPAS hasta el punto de publicación, quedando una en espera. Estas son: “Resolución de funciones lógicas por medio de álgebra de Boole”( http://suayed.cuautitlan.unam.mx/uapas/06_ResFuncLog_AlgBoole/ ) y “Sistemas de primer orden” ( http://suayed.cuautitlan.unam.mx/uapas/07_SistPrimer_Orden/ ) Se logró la participación en los congresos especializados: Congreso Mexicano de Inteligencia Artificial (COMIA 2021), 38° Congreso Nacional, 12° Internacional De Servicio Social Y Voluntariado Universitarios 3° Congreso Centroamericano De Compromiso Social V° Coloquio Iberoamericano De Voluntariado Universitario y el 4° Congreso Nacional de Tecnología.(CONATEC 2021). Se organizó el 4to. Congreso Estudiantil de Inteligencia Artificial Aplicada a la Ingeniería y Tecnología (CEIAAIT), para que alumnos de diversos niveles presenten sus avances tecnológicos y desarrollos. Toda la organización y desarrollo del mismo se puede ver en http://virtual.cuautitlan.unam.mx/intar/ceiaait/ Se generaron 3 paquetes de prácticas de laboratorio: Sistemas basados en redes neuronales” de la carrera de ITSE ( http://virtual.cuautitlan.unam.mx/intar/wp-content/uploads/2021/06/Practicas-Redes-Neuronales.pdf ), “Sistemas inteligentes" (http://virtual.cuautitlan.unam.mx/intar/wp-content/uploads/2021/06/Practicas-Sistemas-inteligentes.pdf ) y al laboratorio virtual LVSIM-EMS de la carrera de IME (http://virtual.cuautitlan.unam.mx/intar/ime/wp-content/uploads/sites/15/2022/03/probatorio-5.pdf ) Se culminaron dos tesis de licenciatura, una en espera de fecha de examen y la otra en proceso de validación. |
| metadata.dcterms.provenance: | Facultad de Estudios Superiores (FES) Cuautitlán |
| metadata.dc.subject.DGAPA: | Ingenierías |
| metadata.dc.type: | Proyecto PAPIME |
| Aparece en las colecciones: | 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías |
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