Laboratorios

El Programa de Posgrado en Ingeniería Eléctrica (PPIE) de la Universidad de Costa Rica realiza investigación a través de los laboratorios de investigación adscritos al Programa.

En dichos laboratorios se realiza generación de nuevo conocimiento en áreas pertinentes para el país, mediante equipo científico-tecnológico de punta y recurso humano con nivel de doctorado académico en el extranjero.

Entre los temas de investigación se incluyen: semiconductores, fotónica, reconocimiento de patrones, robótica, sistemas de potencia,  electrónica de potencia, entre otros. Los ámbitos de aplicación son variados y tienen una incidencia positiva sobre problemas concretos de la realidad nacional e internacional.

A continuación una breve descripción de los laboratorios de investigación colaboradores del PPIE. Para mayor información por favor visitar la página web correspondiente a cada laboratorio o consultar con el coordinador respectivo.

LAFTLA : Laboratorio de fotónica y tecnología láser aplicada

Coordinador: M.Sc. Luis Diego Marín Naranjo, luis.marin@ucr.ac.cr

Es un espacio físico para academia, investigación y desarrollo en: óptica aplicada, fotónica, comunicaciones ópticas, comunicaciones por fibra óptica, radiometría, fotometría, seguridad con láser, optoelectrónica y metrología óptica. Se realiza calibración de equipo para medición de radiación óptica y procedimientos de ensayo en mediciones de radiación óptica, siguiendo normas internacionales de metrología.

Además se tiene al área académica de investigación en prototipos láser. Las áreas de interés son los efectos no lineales en fibras ópticas y cristales sólidos, las fuentes de radiación con elementos de estado sólido y fibras microestructuradas, láseres de fibra, sensores ópticos y la fabricación de prototipos.

PRIS-Lab: Laboratorio de investigación en reconocimiento de patrones y sistemas inteligentes

Coordinador: Dr. rer. nat. Francisco Siles Canales, francisco.siles@ucr.ac.cr, Telegram @fsiles

El PRIS-Lab es un laboratorio de investigación y desarrollo que busca abordar problemas complejos de la sociedad mediante un enfoque transdisciplinario, que integra la investigación científica, el desarrollo tecnológico y la innovación. Su labor se centra en el modelado y análisis de fenómenos en diversas áreas, mediante el uso de técnicas de procesamiento de señales e imágenes, reconocimiento de patrones e inteligencia artificial. Sus áreas de investigación y desarrollo incluyen:

1. Biocomputación: desarrollo y aplicación de métodos teóricos y análisis de datos, modelos matemáticos y técnicas de simulación computacional para el estudio de sistemas biológicos, en particular en el ámbito de la salud: como el cáncer. Por ejemplo, en la clasificación y rastreo de células cancerígenas en microscopía automatizada de fluorescencia y fondo claro.
2. Movimiento Humano: investigación de algoritmos para obtener información de sensores (como cámaras de video), para construir modelos para la interpretación de acciones, eventos y episodios de actividades deportivas, para mejorar la salud y optimizar el rendimiento. Por ejemplo, en el rastreo automatizado de jugadores de fútbol a partir de videos 4K.
3. Computación Científica: diseño e implementación de nuevos algoritmos avanzados de computación científica con tecnologías de alto rendimiento (HPC) para aquellos problemas complejos que requieren de un procesamiento intensivo de datos. Por ejemplo, mediante la paralelización en bibliotecas híbridas CPU/GPU de agrupamiento de datos del calorímetro electromagnético del CERN.
4. Robótica cognitiva: creación de sistemas inteligentes que permiten a robots razonar acerca de su entorno y los capacita para simular internamente sus interacciones con el mundo, con el fin de aprender a mejorar su desempeño en estos procesos.

Ejemplos de los proyectos que se llevan a cabo en el PRIS-Lab son:

• Terisa: Interfaz humano-máquina para la integración y teleoperación de plataformas virtuales y robóticas
• Supercitómetro 2: Desarrollo de un citómetro de flujo con radiación láser supercontinua y selector espectral
• AI-Track: Desarrollo de un algoritmo de rastreo de células cancerígenas en microscopía por fluorescencia y por fondo claro con optimización de metaparámetros por Inteligencia Artificial e implementado con High-Performance Computing
• CR-EASE: Creación de un modelo 3D fotorrealista del Laboratorio de Diagnóstico Especializado para el entrenamiento de robots que automaticen ciertas tareas.
• Implementación y aceleración del algoritmo de reconstrucción de la energía de partículas subatómicas del calorímetro (ECAL) del LHCb-CERN mediante programación paralela optimizado para GPUs.
• Plataforma instrumental de alto rendimiento y Bajo Costo para Tecnologías de Amplificación Isotérmica
• Targeting MYC Dosage Compensation in Aneuploid Cancer
• Papel de la compensación de dosis génica en la evolución clonal de células cancerosas inducida por dosis subletales de quimioterapéuticos genotóxicos
• Exploración de modelos de análisis de datos para tecnología inercial utilizada en fútbol profesional costarricense
• Diseño, implementación y validación de una plataforma computacional para la anotación semántica de fútbol a partir de video digital
• Plataforma HPC Híbrida CPU/GPU para la paralelización de algoritmos biocomputacionales de clasificación y rastreo celular en microscopía de fluorescencia y fondo claro para diagnósticos especializados en cáncer

ARCOS-Lab: Laboratorio de investigación en robots autónomos y sistemas cognitivos

Coordinador: Dr. rer. nat. Federico Ruiz Ugalde, federico.ruizugalde@ucr.ac.cr

Trabaja en la creación y mejoramiento de sistemas cognitivos y robots autónomos que permitan ayudarle a los humanos en tareas tediosas, peligrosas o sumamente complicadas que requieren de capacidades avanzadas de inteligencia cognitiva. Algunos ejemplos de este tipo de tareas son:

1. Instalación y mantenimiento de equipo peligroso o en áreas peligrosas
2. Tareas repetitivas difíciles que causan enfermedades en las personas
3. Búsqueda y rescate
4. Evaluación de situaciones peligrosas
5. Monitoreo

EPER-Lab: Laboratorio de investigación en sistemas eléctricos de potencia

Coordinador: Dr. Andrés Argüello Guillén, andres.arguelloguillen@ucr.ac.cr

Se especializa en el modelado, simulación y análisis de sistemas eléctricos de potencia, incluyendo las diferentes fuentes de energía eléctrica y los consumidores finales de electricidad. El laboratorio también incursiona en desarrollo de algoritmos de control de sistemas eléctricos, procesamiento de datos para análisis y monitoreo de sistemas de potencia,  cálculo de potencial solar y eólico en Costa Rica, e impacto de sistemas de generación distribuida en redes eléctricas.

LabCES: Laboratorio de investigación en conversión de energía para la sustentabilidad

Coordinador: Dr.-Ing.Óscar Núñez Mata, oscar.nunezmata@ucr.ac.cr

Mediante prototipos experimentales y pruebas con equipo especializado, este laboratorio combina diferentes áreas de la ingeniería eléctrica con el fin de proporcionar nuevas soluciones para la sustentabilidad del medio ambiente, basado en el uso eficiente de los recursos energéticos y energías limpias.

Las áreas de trabajo del laboratorio incluyen, pero no están limitadas a: generación de energía con el recurso solar, eólico y undimotriz, así como su correspondiente almacenamiento, control y monitoreo de máquinas eléctricas (motores, generadores y transformadores), micro-redes y electrónica de potencia.

LIIB: Laboratorio de Investigación en Ingeniería Biomédica

Coordinador: Diego Dumani Jarquín, Ph.D., diego.dumani@ucr.ac.cr

Área enfocada en la creación de nuevos instrumentos, así como mejoras en la instrumentación actual, para así obtener contenido diagnóstico adicional y capacidad de monitoreo no-invasivo durante procedimientos terapéuticos. Esta área también comprende la reingeniería de procesos clínicos. Esto incluye el uso de biomateriales, nanotecnología, técnicas diagnósticas/terapéuticas, procesamiento de la información, y validación preclínica, más allá de la instrumentación utilizada.

CERLab: Laboratorio de investigación en Ingeniería de Control

Coordinador: Ing. Leonardo Marín Paniagua, Ph.D., leonardo.marin@ucr.ac.cr

El Laboratorio de Investigación en Ingeniería de Control (CERLab) es el laboratorio encargado del estudio y la aplicación de la Ingeniería de Control en la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Costa Rica. El CERLab busca promover la investigación, la aplicación y el estudio de tópicos relacionados con la Teoría de Control en Costa Rica, y aspira a ser el laboratorio de referencia para resolver los problemas de control y automatización en el país.

Las áreas de investigación del laboratorio consisten en el control de procesos, la automatización, las comunicaciones, la instrumentación y las redes de sensores aplicados en la industria, así como la fusión sensorial, la robótica móvil y de manipuladores industriales, los sistemas de almacenamiento de energía y la gestión de carga y modelado de baterías eléctricas para vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía.

Laboratorio de Investigación en Microelectrónica y Arquitectura de computadoras (LIMA)

Coordinador: Erick Carvajal Barboza, PhD, erick.carvajalbarboza@ucr.ac.cr

El principal objetivo del laboratorio es el estudio de los procesos de automatización de los flujos de diseño, validación y verificación de circuitos integrados, tanto a nivel de micro-arquitectura, como de diseño lógico y físico. En específico, se tienen proyectos activos sobre la aplicación de técnicas de aprendizaje automático para acelerar y facilitar todo el flujo de diseño de circuitos integrados.

Sus principales intereses son: VLSI, Diseño Físico de Circuitos Integrados, Verificación de Circuitos Integrados, Arquitectura de Computadoras, Machine Learning.