Pensamiento matemático para sistemas embebidos

Pensamiento matemático para sistemas embebidos
Por Mtro. José Francisco Rodríguez Arellano (INFOTEC) en la Gaceta de Ciencia y Tecnología EMISIÓN (Conacyt)

Como parte del programa “Educación Continua” previo al lanzamiento de la Maestría en Sistemas Embebidos, la Dirección Adjunta de Innovación y Conocimiento (DAIC), investiga las necesidades e inquietudes de los diseñadores y desarrolladores de sistemas embebidos (sistemas de hardware y software), con la finalidad de proponer cursos que satisfagan dichas necesidades.

Dos de las necesidades que más inquietan a los diseñadores de sistemas embebidos son, por un lado, las matemáticas utilizadas en estos sistemas, y por el otro, los procesos que están involucrados en la creación de un producto basado en sistemas embebidos, es decir, un esquema de procesos para sistemas embebidos.

Para crear un curso que pueda cubrir estas necesidades se deben de cumplir los siguientes requerimientos:

  • La base teórica matemática impartida debe ser útil para el diseño de sistemas de hardware y software.
  • La aplicación  debe poder ser realizable durante el tiempo en el que se imparta el curso.
  • La aplicación debe ser llevada hasta la etapa de la construcción de un prototipo que pueda ser sometido a pruebas alfa.

Después de varias reuniones con expertos en diferentes temas INFOTEC propuso el diplomado llamado “Pensamiento matemático para sistemas embebidos“, el cual tiene dos dimensiones de formación:

  • El pensamiento matemático como herramienta de diseño para definir los algoritmos de funcionamiento de los sistemas embebidos.
  • El proceso de diseño y producción de los sistemas embebidos, fundamentado en el trabajo creativo de su definición, con una visión amplia que incluye el diseño del empaque y la producción en serie de un producto específico: el Monitor de Variabilidad de Frecuencia Cardiaca (MVFC).

Para el diseño del diplomado fue necesaria la participación de dos matemáticos, uno teórico y otro práctico, un diseñador de hardware, uno de software industrial y un diseñador gráfico.

El diplomado fue impartido en las instalaciones del Cinvestav Guadalajara, con una duración de 84 horas. Inicialmente el cupo del curso era para 24 personas, pero debido a la demanda se tuvo que ampliar hasta 30. Entre los participantes se encontraban ingenieros, maestros y doctores con experiencia en la industria de los sistemas embebidos.

Probablemente lo que llamó la atención a un público tan diverso, fue proponer a los sistemas embebidos como sólo una parte de la solución al modelado matemático de un problema físico, tal como lo menciona Edward Ashford en su libro Cyber-Physical Systems.

El reto que enfrentó el participante y las metas que tenía que lograr al finalizar el curso  fue: diseñar,  crear, y evaluar  un prototipo de hardware y software que monitoreara la variabilidad de la frecuencia cardiaca.

Finalmente, los estudiantes comprendieron el esquema de procesos para sistemas embebidos propuesto y registrado por INFOTEC, notaron la importancia de incluir los requerimientos necesarios para la producción en serie de un producto basado en hardware y software desde la conceptualización del sistema, y  utilizaron los conocimientos matemáticos adquiridos en clase para la creación de un dispositivo que permite medir la frecuencia cardiaca del corazón (MVFC).

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