Vigilancia Tecnológica de “Aplicaciones de baterías de ... · Automatización Industrial, Motores Industriales, unicación Industrial o EthernetCom y Domótica. Específicamente,

ESTUDIO DE VIGILANCIA PROSPECTIVA PARA LOS SECTORES DE: ELECTRÓNICA- DOMÓTICA METALMECÁNICA DISPOSITIVOS MÓVILES

Reporte Final

FUNDACIÓN MÉXICO-ESTADOS UNIDOS

PARA LA CIENCIA

ESTUDIO FINANCIADO POR LA SECETARIA DE

ECONOMIA, PRODIAT 2011 FOLIO No. 01/900

Junio, 2012

1

Nota preliminar

Este documento es propiedad de la Fundación México-Estados Unidos para la Ciencia (FUMEC) y su contenido está sujeto a derechos de propiedad intelectual, por tanto los apartados de este estudio no pueden ser total ni parcialmente reproducidos, transmitidos de ninguna forma ni a través de ningún medio o soporte, sin el consentimiento previo por escrito del FUMEC.

Se ha elaborado para el uso exclusivo de la Fundación México-Estados Unidos para la Ciencia (FUMEC). Puede contener información comercialmente sensible que ha sido transmitida de forma confidencial, por tanto los usuarios deberán respetar la confidencialidad del documento.

La información contenida en este informe se considera correcta para el momento de su publicación en mayo de 2012.

Aunque confiamos en la veracidad y confiabilidad de la información suministrada en este informe, FUMEC no se responsabiliza por acciones tomadas en base a la información suministrada y que posteriormente se pueda probar o considerar incorrecta.

2

Índice

Página

Alcance

3

Resumen Ejecutivo

5

1. Situación actual y mapeo tecnológico de los sectores de estudio. 9 1.1. Análisis de la producción científica mundial de los sectores de

estudio. 9

1.2. Análisis de la actividad patentadora mundial de los sectores de estudio.

49

2. Análisis tecnológico y competitivo. 93

2.1. Análisis competitivo de los sectores de estudio en base a su avance científico y tecnológico mundial.

93

2.2. Exploración de capacidades y fortalezas en México. 103 2.3. Empresas desarrolladoras y usuarias de tecnología. 113 2.4. Propuesta de un Plan estratégico de impulso y

posicionamiento. 115

3. Desarrollos tecnológicos. 121

3.1. Resúmenes de las publicaciones científicas más relevantes de los sectores de estudio.

121

3.2. Proyectos tecnológicos con potencial para generar patentes. 157

3

Alcance

El tema central del presente Estudio de Vigilancia Tecnológica es la identificación del avance científico y tecnológico mundial de los sectores de Salud y Dispositivos Médicos, Dispositivos Móviles, Automatización Industrial, Motores Industriales, Comunicación Industrial o Ethernet y Domótica. Específicamente, la investigación se enfoca en el análisis diagnóstico de la producción científica y la actividad patentadora mundial de los sectores de estudio.

El Estudio se sustenta en la exploración, compilación y análisis de información clave obtenida a partir de fuentes primarias. Se consultaron fuentes de información especializada de carácter técnico y de mercado, así como bases de datos con información científica de arbitraje internacional sobre los sectores seleccionados.

Las fuentes de información consultadas fueron:

I. Thomson Reuters Web of Knowledge SM. Base de datos disponible en línea que cubre todos los aspectos relacionados de artículos técnicos, artículos publicados en revistas, y reportes. Es una plataforma útil en la búsqueda de información científica publicada en revistas con arbitraje internacional, que ofrece contenido de diferentes disciplinas y editores a nivel mundial.

II. Scientific Web Plus BETA. Herramienta de búsqueda de contenidos científicos en la Web abierta, que se ciñe a sitios web seleccionados, de interés científico, y prioriza los resultados con criterios de relevancia propios.

III. USPTO (United StatesPatent and Trademark Office): Base de datos de patentes y solicitudes de patente, de texto completo, y con información de 1976 a la fecha.

IV. esp@cenet: Base de datos de patentes y solicitudes de patentes desarrollada por la Oficina de Patentes Europea (EPO) y los estados miembros de la Organización Europea de Patentes. La base de datos contiene registros de aproximadamente 70 millones de publicaciones de patentes.

V. QPAT: Banco de patentes de texto completo (más de 1.8 millones de registros) que comprende las patentes americanas desde el primero de enero de 1974 a la fecha; y además el texto completo de las patentes europeas tipo A desde 1987 hasta el día de hoy, y tipo B desde 1991 hasta el día de hoy.

VI. Web abierta para la consulta de páginas en Internet de diversas empresas y organizaciones relacionadas con el tema.

4

El método de investigación empleado se fundamenta en la aplicación de minería de datos1, estadística aplicada (a través de análisis multivariado de datos2), técnicas bibliométricas3 y análisis cienciométrico4 sobre el tema de investigación.

1 La minería de datos (datamining), es el conjunto de técnicas y tecnologías que permiten explorar grandes bases de datos, de manera automática o semiautomática, con el objetivo de encontrar patrones repetitivos, tendencias o reglas que expliquen el comportamiento de los datos en un determinado contexto. Básicamente, la minería de datos surge para intentar ayudar a comprender el contenido de un repositorio de datos. Con este fin, hace uso de prácticas estadísticas y, en algunos casos, de algoritmos de búsqueda próximos a la Inteligencia Artificial y a las redes neuronales. (Sinnexus, España 2007) 2 El análisis multivariado de datos es el conjunto de métodos estadísticos cuya finalidad es analizar simultáneamente conjuntos de datos multivariantes en el sentido de que hay varias variables medidas para cada individuo u objeto estudiado. Su razón de ser radica en un mejor entendimiento del fenómeno objeto de estudio. (Salvador Figueras, M., 2000) 3 La bibliometría es el estudio de los aspectos cuantitativos de la producción, diseminación y utilización de la información registrada. Desarrolla modelos y mediciones matemáticas para estos procesos y utiliza sus resultados para elaborar pronósticos y tomar decisiones (Tague-Sutcliffe 1992). La Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE) se refirió a la bibliometría como una herramienta mediante la cual se puede observar el estado de ciencia y la tecnología a través de la producción global de la literatura científica en un nivel dado de especialización. La bibliometría constituye un medio para situar la producción de un país con respecto al mundo, una institución en relación con su país y hasta los científicos en relación con sus propias comunidades. (Macías-Chapula, 2001). 4 La cienciometría es el estudio de los aspectos cuantitativos de la ciencia como disciplina o actividad económica. Forma parte de la sociología de la ciencia y se aplica en la elaboración de las políticas científicas; comprende estudios cuantitativos de las actividades científicas, incluidas las publicaciones y de esa forma se superpone a la bibliometría (Macías-Chapula, 2001).

5

Resumen Ejecutivo

El presente Estudio de Vigilancia Tecnológica se enfoca en la identificación del avance científico y tecnológico actual de los sectores de Salud y Dispositivos Médicos, Dispositivos Móviles, Automatización Industrial, Motores Industriales, Comunicación Industrial (Ethernet) y Domótica, a través de análisis diagnóstico de su producción científica y actividad patentadora mundial.

La medición de la actividad científica a través de la producción de documentos científicos se ha convertido en un parámetro para medir la calidad y referenciar el nivel desarrollo en un campo de estudio determinado. El Diagrama 1 presenta los principales resultados obtenidos a partir de la identificación y análisis del desarrollo y avance científico mundial en los sectores de estudio5.

La riqueza de información tecnológica de las patentes permite analizar la capacidad de innovación de sectores, empresas, países, entre otros datos. El Diagrama 2 presenta los principales resultados obtenidos a partir de la identificación y análisis de la actividad patentadora mundial en los sectores de estudio6.

A continuación se presentan algunos aspectos relevantes que resultaron de los análisis:

El número de patentes es considerablemente mayor al número de publicaciones científicas para un mismo sector. Esta situación es similar en todos los sectores, aunque en el caso de Ethernet, la diferencia entre el número de patentes y publicaciones científicas es muy marcada, ya que se encontró que existe una intensa actividad inventiva patentada pero una escasa producción científica.

Todos los sectores tienen una proyección creciente en términos de la tendencia de la producción científica y la actividad patentadora, aunque algunos sectores presentan un crecimiento más acelerado y en otros el incremento es menos intenso.

Estados Unidos es el líder mundial en la protección de desarrollos tecnológicos en todos los sectores, y algo parecido ocurre en términos de producción científica, excepto que Italia es líder en el sector de Ethernet. Corea del Sur y China ocupan alguna de las primeras cinco posiciones en casi todos los sectores, tanto en producción de artículos científica como en protección de desarrollos tecnológicos.

Las instituciones y empresas de Estados Unidos son líderes absolutos en la producción de publicaciones científicas y actividad patentadora en Salud y Dispositivos Médicos. Se logró identificar a las empresas, instituciones, y alianzas de organizaciones que están activas en cada sector, observándose que las organizaciones intensivas en conocimiento colaboran directa e indirectamente entre sí en los diversos sectores.

5 El análisis se basó en artículos científicos publicados en revistas de ciencia y tecnología con arbitraje internacional. 6 El análisis de la actividad patentadora se basó en las familias de patentes identificadas como relevantes para los sectores de estudio.

6

Los equipos de colaboración inventiva en Dispositivos Móviles tienen una gran riqueza de vínculos. Algo similar sucede en los sectores de Automatización Industrial y Domótica. Se logró identificar a los investigadores, inventores, y equipos de colaboración que están activos en cada sector. El número de inventores de patentes sobre Ethernet es el más elevado de todos los sectores, seguido por Salud y Dispositivos Médicos.

Para cada sector se logró identificar los núcleos tecnológicos de la actividad inventiva asociados a las familias de patentes y las principales disciplinas asociadas a las publicaciones científicas, es decir, se identificaron áreas de dominio tecnológico y campos de conocimiento, además de otros datos interesantes que se detallan en el presente Estudio.

La participación de México en la producción científica mundial es escasa en todos los sectores, incluso no se identificó ninguna publicación sobre Ethernet.

Las publicaciones científicas de México en los sectores de estudio se enfocan principalmente a:

o Salud y Dispositivos Médicos: Diseño de instalaciones de imagen para unidades médicas básicas; uso de imágenes médicas en el desarrollo de criterios de diagnóstico de muertes estándar en centros de salud; y estudios sobre el uso de nanomateriales en equipos médicos.

o Dispositivos Móviles: Estudios para la prevención de enfermedades crónicas a través del uso del teléfono móvil; suministro de información a unidades médicas mediante dispositivos móviles y navegadores y con ayuda de sistemas multimodal; uso complementario de dispositivos móviles en la enseñanza, sistemas inteligentes de tutoría para exportarse a dispositivos, algoritmo de auto-organización de una red de dispositivos inalámbricos; estudio del efecto de los campos electromagnéticos (teléfonos celulares) en la salud humana; monitoreo del suministro de medicamentos y de los niveles de química sanguínea a través de dispositivos móviles.

o Automatización Industrial: Diseño de metodología para perfiles polinomiales dinámico-controlados y reducción de errores de seguimiento en computadoras de control numérico.

o Motores Eléctricos: Uso de diferencial eléctrico en vehículos.

o Domótica: Aplicación de tecnología para el ahorro de energía y agua en desarrollos residenciales.

7

Diagrama 1. Principales hallazgos del análisis del desarrollo y avance científico mundial en los sectores de estudio SECTORES

Salud y Dispositivos Médicos Dispositivos Móviles Automatización

Industrial Motores Industriales[1] Comunicación Industrial Domótica

Publicaciones científicas[2] 446 3,115 93 90 57 190

Tendencia de la producción científica[3]

Proyección creciente



Proyección creciente Proyección creciente Proyección

creciente

Países líderes y participación de México

- 62 -

1º. EUA (42.5%) 2º. Inglaterra (10.9%) 3º.China (6.2%) 4º. Italia (5%) 5º. Canadá (4.7%) 31º. México (0.7%)

- 96 -

1º. EUA (28%) 2º. Corea del Sur (9.4%) 3º. Inglaterra (8.3%) 4º. Taiwán (8%) 5º. China (5%) 42º. México (0.2%)

- 29 -

1º. EUA (17%) 2º. Italia (12%) 3º. Austria/España (9%) 4º. Portugal y Corea (6%) 5º. Inglaterra (5%) 26º. México (1%)

- 24 -

1o. EUA (33%) 2o. China (14 %) 3º. Corea (12%) 4º. Francia (8%) 5º. Canadá (6%) 19o. México (1%)

- 21 -

1º. Italia (21%) 2º. EUA (14%) 3º. Alemania (12%) 4º. España (10.5%) 5º. Francia (7%) México no participa

- 37 -

1º. EUA (16%) 2º. Corea (12%) 3º. Italia y Taiwán (9 %) 4º. España (7.5%) 5º. Francia (6%) 34º. México (0.5%)

Principales autores

- 500 -

Lee, M. (4)-Corea; Camorlinga, S. (3)-Canadá; García, J. (3)-España; Kikinis, R. (3)-EUA; Kim, J. (3)-Corea.

- 9,531 -

Wong, KL (45)-Corea; Lee, J. (17)-EUA; Kim, S. (13)-Corea; Lee, S. (13)-Corea; Schuez, J. (13)-Francia.

- 29 -

El 60% tiene 2 publicaciones: Alves, D. (Portugal); Biffl, S. (Austria); Chang, Ch. (Taiwán).

- 254 -

Ehsani, Mehrdad (4)-EUA; Emadi, Ali (4)-EUA; Kim, Hyunsoo (4)-Corea.

- 148 - Vitturi, S, (6)-Italia; Ferrari, P. (4)-Italia; Flammini, A. (4)-Italia; Rexford, J. (3)-EUA; Willig, A. (3)-EUA.

- 250 -

Bonino, D. (6)-Italia; Corno, F. (6)-Italia; Dobson, S. (4)-Escocia; Lee, S. (4)-Corea; Hong, S. H. (4)-Corea.

Instituciones líderes

- 500 -

Harvard University (EUA)- 3.1%; Columbia University (EUA)- 2.2%; Duke University (EUA)-2% y Mayo Clinic (EUA)-2%.

- 2,681 -

National Sun Yat-sen University (Taiwán)-1.6%; MIT (EUA) 1%; National Chiao Tung University (Taiwán)-0.9%.

- 132 -

Vienna University of Technology (Austria)-5%; University of California (EUA)-2%; Scuola Super. Sant'Anna (Italia)-2%.

- 118 -

Sungkyunkwan Univ (Corea)-7%; Texas A&M Univ (EUA)-7%; Shanghai Jiao Tong Univ (China)-6 %; llinois Inst of Tech (EUA)-4.

- 63 -

Univ of Padua (Italia)-9%; Princeton Univ (EUA)-7%; Univ of Brescia (Italia)-7%; Technical Univ of Berlin (Alemania)-5%.

- 250 -

Vienna University of Technology (Austria)-5%; Politecnico di Torino (Italia)-3%; National Taiwan University of Sci & Tech (Taiwán)-3%.

Disciplinas científicas asociadas al sector

- 85 -

Servicios de Ciencias de la Salud (12%); Imagen/Medicina Nuclear/Radiología (11%); Multidiscipl (6%).

- 117 -

Sistemas TICs (12%); Ingeniería Electrónica y Eléctrica (11%); Ingeniería/Ciencias de la Informática (9%).

- 22 -

Automatización Industrial /Robótica/Control Automát (33%); Ingeniería/Dir. Gral (17%); Ingen Electrónica y Eléctrica (16%).

- 18 -

Ingeniería Eléctrica y Electrónica (34%); Ingeniería Mecánica (24%); Ingen Ambiental Energía (17%).

- 18 - Ingeniería (26%); Ing Electrónica y Eléctrica (21%); Automatización Industrial/Robótica/Control Automático (14%)

- 38 -

Ingeniería Eléctrica y Electrónica (27%); Sistemas TICs (11%); Ingeniería / Ciencias de la Informática (12%).

Principales títulos de revista

- 307 -

Principales 10 revistas concentran el 17%

- 1,200 -


- 58 -


- 43 -


- 34 - Principales 7 revistas concentran el 53%

- 108 -


[1] Se consideraron solamente los motores eléctricos para vehículos eléctricos y eléctricos híbridos por ser este tema de interés para el FUMEC; [2] El periodo de análisis para los sectores de Motores Industriales y Comunicación Industrial fue de 1998 a abril 2012, y para los otros sectores fue de 2010 a abril 2012; [3] El periodo considerado para los sectores de Motores Eléctricos y Comunicación Industrial fue de 1998 a abril 2012, y para los otros sectores el periodo fue de 1997 a abril 2012.

8

Diagrama 2. Principales hallazgos del análisis de la actividad patentadora mundial en los sectores de estudio SECTORES

Salud y Dispositivos Médicos Dispositivos Móviles Automatización

Industrial Motores Industriales Comunicación Industrial Domótica

Patentes identificadas[1] 8,794 7,340 1,145 5,938 6581 1,113

Familias de patentes[2] 1,354 5,559 849 5,755 5662 -

Tendencia de la actividad patentadora

Proyección creciente con aumento importante en 2010

Proyección creciente con aumento importante en 2006 y 2008


Proyección creciente que inicia en 2004


Proyección creciente que inicia en 2006

País de origen de la actividad inventiva

EUA Alemania Canadá Holanda Israel

EUA Corea Taiwán China Canadá

EUA China Alemania Corea Japón

EUA Alemania Japón Francia Italia

EUA Corea China Taiwán Canadá

EUA Corea Francia Alemania China

Núcleo tecnológico de la actividad inventiva[3]

Diagnóstico, cirugía; Dispositivos para introducir agentes en el cuerpo; Procedimientos / Aparatos para esterilizar materiales

Tratamiento datos digitales eléctricos; redes comunicación inalámbrica; Métodos / Sistemas procesamiento datos; Comunicación telefónica.

Sistemas control / regulación; tratamiento de datos digitales eléctricos; Transmisión de información digital.

Máquinas dinamoeléctricas; Disposición/Montaje de motores principales diferentes; control / regulación motores

Transmisión de información digital, tratamiento de datos digitales eléctricos, comunicaciones multiplex.

Transmisión de información digital; Sistemas controlados por un computador.

Solicitantes identificados 3,354 4,522 623 3,067 2868 736

Empresas con mayor actividad patentadora

Boston Scientific (EUA) Medtronic Inc. (EUA) Abbott Cardiovascular Systems Inc. (EUA)

Research in Motion LTD (Canadá) Qualcomm Inc. (EUA) Samsung (Corea)

Rockwell Automation (EUA); Siemens (Alemania); ABB Research (Suiza).

Toyota Motor (Japón) Honda Motor Co (Japón) Bosch GmbH (Alemania)

Broadcom Corp.(EUA) Cisco (EUA) IBM (EUA) Huawei (China)

Siemens Building Technologies (Alemania) Somfy SAS (Francia) Johnson Controls (EUA)

¿Qué se está patentando?

Métodos, procesos, tratamientos o usos médicos; dispositivos médicos implantables; recubrimiento de dispositivos médicos.

Dispositivos, redes, o terminales móviles. Pantallas; Sistemas de control, gestión, cómputo portátil, comunicación inalámbrica.

Arreglos o ensamble de automatización industrial; Monitoreo; Redes; Control de posición de máquinas.

Vehículo con motor eléctrico híbrido; Métodos ensamble, operación, fabricación y control; Sist. de tracción, Motores eléctricos.

Comunicación, control, transmisión de datos, método, redes, control, sistemas por cable, rede y switch de Ethernet.

Métodos; Sistemas de automatización de casas y edificios; Aparatos y dispositivo de automatización; Sistemas de control; Seguridad.

Inventores identificados 5,454 1,1064 1,827 8,497 10,085 1,664

Equipos de colaboración inventiva

Weber, J. (Países Bajos); Linares M.A. (EUA); Hossainy Syed (EUA); Wang Y (EUA); Stopek J. (EUA)

Cochran K.L. (EUA); Porter W.D. (EUA); Rickman G.M. (EUA); Wu Ch.H. (Taiwán); Rackley B.L. (EUA).

Hall Kenwood H (EUA); Bajer J. (EUA); Chand S. (EUA).

Tabata A. (Japón), Marion E. (Italia), Taga Y. (Japón), Matsubara T. (Japón), James H. (EUA)

Diab W. (EUA), Powell S., Lee H. (Corea), Lee Min-Hyo (Corea), Oh Yu-Je (Corea), Yu Yang (China).

Mcfarland Norman (EUA); Nass Geoffrey (EUA); Songkakul Pornsak (EUA).

[1] La búsqueda de información se hizo en las bases de datos de patentes esp@cenet y USPTO; [2] El análisis de la actividad patentadora mundial se realizó en base a familias de patentes seleccionadas para el periodo 2000 - mayo 2012. Una familia de patentes es un grupo de patentes que están protegidas en diversos países del mundo, y todas ellas corresponden a una misma invención. [3] Los sectores tecnológicos de mayor relevancia corresponden a los descritos en la Clasificación Internacional de Patentes.

9

1. Situación actual y mapeo tecnológico de los sectores de estudio.

Introducción

La medición de la actividad científica a través de la producción de documentos científicos se ha convertido en un parámetro para medir la calidad y referenciar el nivel desarrollo en un campo de estudio determinado, y en donde la abundancia y nivel de dichos documentos constituye un índice veraz de la capacidad, trayectoria y dimensión científica asignable a ese campo.

Esta sección describe los resultados obtenidos a partir de la identificación y análisis del desarrollo y avance científico mundial en los sectores de Salud y Dispositivos Médicos, Dispositivos Móviles, Automatización Industrial, Motores Industriales, Comunicación Industrial (Ethernet), y Domótica.

Para la realización del análisis se seleccionaron artículos científicos publicados en revistas de ciencia y tecnología internacionales obtenidas de la base de datos Thomson Reuters7, la cual es una plataforma útil en la búsqueda de información científica publicada en revistas con arbitraje internacional, que ofrece contenidos de diferentes disciplinas y editores a nivel mundial.

El periodo de búsqueda de información para los sectores fue de 1997 (19988) a abril 2012. El análisis se basó en artículos identificados por su relevancia, que se publicaron en el periodo 2010 - abril 2012 sobre temas relativos a Salud y Dispositivos Médicos, Dispositivos Móviles, Automatización Industrial y Domótica, mientras que el periodo de análisis para los sectores de Motores Industriales y Comunicación Industrial (Ethernet) fue de 1998 a abril 2012. El análisis de la producción científica mundial se basa en los siguientes rubros:

1. Tendencia de la producción de publicaciones científicas 2. Concentración de países líderes 3. Autores con mayor número de publicaciones 4. Principales instituciones 5. Participación de disciplinas científicas 6. Títulos de revista internacionales con mayor número de publicaciones 7. Participación de México en la producción científica mundial

7 Thomson Reuters recoge todas las contribuciones (artículos, editoriales, cartas, revisiones, discusiones, etc.) que se publican en las revistas de ciencia y tecnología. Debido al gran volumen de información científica y técnica que se produce actualmente, Thomson Reuters selecciona las revistas que indexa empleando criterios muy cuidadosos para mantener una alta calidad de la información. Publicar en una revista indexada por Thomson Reuters (anteriormente el Instituto para la Información Científica producía dicho índice) es valorado de manera muy positiva en las políticas de evaluación científica. 8 El periodo de búsqueda de información para los sectores de Motores Eléctricos y Ethernet inicia en 1998, a diferencia de los otros sectores en donde el periodo comienza en 1997.

10

1.1 Análisis de la producción científica mundial de los sectores de estudio.

A. Sector de Salud y Dispositivos Médicos

Tendencia de la producción de publicaciones científicas

Del análisis realizado en 1,821 artículos publicados en revistas con arbitraje internacional sobre el tema de Salud y Dispositivos Médicos para el periodo 1997-2012, se identificaron dos periodos de creciente evolución, el primero inicia en 1997 y el segundo en 2002 con un amplio crecimiento y una proyección que se mantiene creciente al 2011 (ver Figura 1).

Figura 1

Concentración de países líderes

Se identificaron 62 países que participan en la producción científica mundial sobre Salud y Dispositivos Médicos. La Figura 2 muestra los países con mayor número de publicaciones sobre el tema.

Figura 2

11

Los países con la mayor producción científica son:

Estados Unidos ocupa el primer lugar con 190 artículos que representa el 42.5% de un total de 446 publicaciones acumuladas durante el periodo 2010-2012.

Inglaterra tiene el segundo sitio con 49 artículos que representa el 11% del total.

China ocupa la tercera posición con 28 publicaciones, equivalente al 6.3% del total.

México se ubica en el lugar 31 con tres publicaciones, las cuales se detallan al final de este apartado.

Autores con mayor número de publicaciones

Se identificaron aproximadamente 500 autores a nivel mundial que realizan investigación sobre Salud y Dispositivos Médicos. La Figura 3 muestra los autores con dos o más publicaciones sobre el tema.

12

Figura 3

Los autores con mayor número de publicaciones científicas durante el periodo 2010-2012 son:

Lee, Myoungho con cuatro publicaciones (Yonsei University, Corea del Sur).

Camorlinga, Sergio con tres publicaciones (University of Manitoba, Canadá).

García, José con tres publicaciones (Universidad de Zaragoza, España).

Hossain, Ekram con tres publicaciones (University of Manitoba, Canadá).

Kikinis, Ron con tres publicaciones (Brigham & Womens Hospital / Harvard University, EUA).

Kim, Jungkuk con tres publicaciones (Corea del Sur - Yonsei University).

Phunchongharn, Phond con tres publicaciones (University of Manitoba, Canadá).

Principales instituciones

A nivel mundial se identificaron 500 instituciones involucradas en la investigación sobre Salud y Dispositivos Médicos. La Figura 4 muestra el nivel de participación que tienen las instituciones líderes en este tema.

13

Figura 4

Los tres primeros lugares los ocupan las siguientes instituciones:

Harvard University (Boston, EUA) es la institución que ocupa el primer lugar con 14 publicaciones (3.1%), participa a través de su escuela de medicina, principalmente. En cuanto a posición por país, EUA ocupa el primer lugar con 190 publicaciones.

Columbia University (Nueva York, EUA) ocupa el segundo lugar con 10 publicaciones (2.2 %), participa a través de sus departamentos de radiología, medicina, cirugía y psiquiatría, principalmente.

Duke University (Durham, EUA) y Mayo Clinic (Rochester, EUA) ocupan el tercer lugar con nueve publicaciones cada una de ellas (2%). Duke University participa a través de su escuela de medicina, principalmente, y Mayo Clinic a través de sus divisiones de enfermedades infecciosas y cardiovasculares, y cardiología pediátrica, y su departamento de radiología, principalmente.

Participación de disciplinas científicas

Existen cerca de 85 disciplinas o campos de estudio asociados a la investigación en Salud y Dispositivos Médicos La Figura 5 muestra las principales disciplinas relativas a este tema.

14

Figura 5

Las tres principales disciplinas son:

Servicios de Ciencias del Cuidado de la Salud, comprende 53 artículos que equivalen al 11.9 % del total.

Imagen / Medicina Nuclear / Radiología, comprende 49 artículos que equivalen al 11 % del total.

Multidisciplinaria, comprende 27 artículos que equivale al 6 % del total.

Además de las disciplinas referidas en la Figura 5, también se identificaron otras 65 disciplinas sobre el tema como son Física, Telecomunicaciones, Investigación Láser, Ingeniería en Ciencia de la Informática, entre otras.

Títulos de revista internacionales con mayor número de publicaciones

Actualmente existen 307 títulos de revistas científicas con arbitraje internacional que publican sobre el tema de Salud y Dispositivos Médicos. La Figura 6 muestra las principales diez revistas que concentran el 16.5% del total de títulos de revistas identificadas a nivel mundial.

15

Figura 6

A continuación se presenta una breve descripción de las tres pincipales revistas:

Journal of Digital Imaging9: Revista oficial de la Sociedad de Informática de Imagenología en Medicina que aborda temas como la investigación y práctica en las técnicas y tecnologías de la ingeniería, información y clínicas en todos los ámbitos de las imágenes médicas.

Telemedicine and e-Health10: Revista que aborda los avances y aplicaciones clínicas de la telemedicina y la gestión de registros electrónicos de salud. Los principales temas que trata son: Práctica de la telemedicina clínica, avances técnicos, conectividad médica, tecnologías habilitadoras, educación, regulación y política de salud, e investigación biomédica y de servicios de salud.

Medical Physics11: Revista oficial de la American Association of Physicists in Medicine (AAPM), que cubre la práctica e investigación de la física médica.

9 Journal of Digital Imaging, con acceso en línea en: http://www.springerlink.com/content/0897-1889 10 Telemedicine and e-Health, con artículos de texto completo disponibles en: http://online.liebertpub.com/TMJ 11 Medical Physics, con acceso en línea en: http://online.medphys.org/

16

B. Sector de Dispositivos Móviles


Del análisis realizado en 9,454 artículos publicados en revistas con arbitraje internacional sobre el tema de Dispositivos Móviles para el periodo 1997-2012, se identificaron dos periodos de creciente evolución, el primero inicia en 1997 y el segundo en 1999 con un amplio crecimiento y una proyección que se mantiene creciente al 2011 (ver Figura 7).

Figura 7


Se identificaron 96 países que participan en la producción científica mundial sobre Dispositivos Móviles. La Figura 8 muestra los países con mayor número de publicaciones.

17

Figura 8


Estados Unidos ocupa el primer lugar con 875 artículos que representa el 28% de un total de 3,115 publicaciones acumuladas durante el periodo 2010-2012.

Corea del Sur tiene el segundo sitio con 293 artículos que representa el 9.4% del total.

Inglaterra ocupa la tercera posición con 261 publicaciones, equivalente al 8.4% del total.

México se ubica en el lugar 42 con nueve publicaciones, las cuales se detallan al final de este apartado.


Se identificaron aproximadamente 9,531 autores a nivel mundial que realizan investigación sobre Dispositivos Móviles. La Figura 9 muestra los autores con siete o más publicaciones sobre el tema.

18

Figura 9


Wong, Kin-Lu con 45 publicaciones (National Sun Yat-sen University, Taiwán).

Lee, Jinseok con 17 publicaciones (Worcester Polytechnic Institute, EUA).

Kim, Sangtae con 13 publicaciones (Korea Advanced Institute of Science and Technology, Corea del Sur).

Lee, Sungwan con 13 publicaciones (Hanyang University, Corea del Sur).

Schuez, Joachim con 13 publicaciones (International Agency for Research on Cancer, Francia).

Con respecto al rubro denominado anónimo, se encuentran 19 publicaciones que corresponden a material editorial y noticias de revistas científicas.


A nivel mundial se identificaron 2,681 instituciones involucradas en la investigación sobre Dispositivos Móviles. La Figura 10 muestra el nivel de participación que tienen las instituciones líderes en este tema.

19

Figura 10


National Sun Yat-sen University (Taiwán) ocupa el primer lugar con 51 publicaciones (1.64%), participa a través de los departamentos de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Informática, y el Instituto de Educación, principalmente. En cuanto a posición por país, Taiwán ocupa el cuarto lugar a nivel mundial con 252 publicaciones.

Massachusetts Institute of Technology (EUA) ocupa el segundo lugar con 30 publicaciones (0.96 %), participa a través de sus departamentos de Ingeniería Eléctrica, Ciencia de la Informática, Arquitectura, e Ingeniería Mecánica, principalmente. En cuanto a posición por país, EUA ocupa el primer lugar a nivel mundial con 875 publicaciones.

National Chiao Tung University (Taiwán) ocupa el tercer lugar con 29 publicaciones (0.93 %), participa a través de sus departamentos de Ciencia de la Informática, Ciencia de los Materiales, e Ingeniería Eléctrica, y de los institutos de Imagen y Fotónica Biomédica, Gestión de la Informática, y Eléctrica, principalmente.


Existen cerca de 117 disciplinas o campos de estudio relativos a la investigación sobre Dispositivos Móviles. La Figura 11 muestra las principales disciplinas asociadas a este tema.

20

Figura 11


Sistemas de Tecnologías de Información y Comunicación, comprende 379 artículos que equivalen al 12.2% del total.

Ingeniería Electrónica y Eléctrica, comprende 336 artículos que equivalen al 10.8 % del total.

Ingeniería / Ciencias de la Informática, comprende 284 artículos que equivalen al 9.1 % del total.

Además de las disciplinas referidas en la Figura 11, también se identificaron otras 102 disciplinas asociadas al tema como Ciencias de la Información, Ciencia de los Materiales, Materia Condensada y Física Aplicada, entre otras.


Actualmente existen 1,200 títulos de revistas científicas con arbitraje internacional que publican sobre el tema de Dispositivos Móviles. La Figura 12 muestra las principales diez revistas que concentran el 12.9% del total de títulos de revistas identificadas a nivel mundial.

21

Figura 12


IEEE Transactions on Consumer Electronics12: Revista trimestral publicada por la IEEE Consumer Electronics Society. Las principales temáticas que aborda son: Componentes, circuitos, dispositivos y sistemas, Informática y procesamiento (hardware / software), Ciencias de la Tierra, energía, aplicaciones de la industria, y análisis y procesamiento de señales.

Microwave and Optical Technology Letters13: Revista mensual publicada por Wiley Periodicals, Inc. Las principales temáticas que aborda son: Radiofrecuencia, microondas y ondas milimétricas; Antenas y Propagación; onda submilimétricas y tecnología de infrarrojo; e Ingeniería Óptica.

12 IEEE Transactions on Consumer Electronics, con acceso en: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=30 13 Microwave and Optical Technology Letters, con acceso gratuito a algunos números en: http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/%28ISSN%291098-2760/issues

22

C. Sector de Automatización Industrial


Del análisis realizado en 424 artículos publicados en revistas con arbitraje internacional sobre el tema de Automatización Industrial para el periodo 1997-2012, se identificaron cuatro periodos de creciente evolución, el primero inicia en 1997, el segundo en 2001, el tercero en 2004 y el cuarto en 2007 con un crecimiento que se mantiene constante al 2011 (ver Figura 13).

Figura 13


Se identificaron 29 países que participan en la producción científica mundial sobre Automatización Industrial. La Figura 14 muestra los países con mayor número de publicaciones sobre el tema.

23

Figura 14


Estados Unidos ocupa el primer lugar con 16 artículos que representa el 17.2% de un total de 93 publicaciones acumuladas durante el periodo 2010-2012.

Italia tiene el segundo sitio con 11 artículos que representa el 11.8% del total.

Austria y España ocupan la tercera posición con 8 publicaciones cada uno de ellos, equivalente al 8.6% del total.

México se ubica en el lugar 26 con solamente una publicación, la cual se detalla al final de este apartado.


Se identificaron aproximadamente 298 autores a nivel mundial que realizan investigación sobre Automatización Industrial. La Figura 15 muestra algunos de los 28 autores con dos publicaciones, los restantes 270 autores solamente participan en una publicación.

24

Figura 15

Algunos de los autores con 2 artículos científicos publicados durante el periodo 2010-2012 son:

Alves, D. del Instituto Superior Técnico (Portugal).

Batista, A. del Instituto Superior Técnico (Portugal).

Biffl, Stefan de Vienna University of Technology (Austria).

Bjorkman, Mats de Linkoping University (Suecia).

Chang, Chih-Chia de National Chung Cheng University (Taiwán).


A nivel mundial se identificaron 132 instituciones involucradas en la investigación sobre Automatización Industrial. La Figura 16 muestra el nivel de participación que tienen las instituciones líderes en este tema.

25

Figura 16

Vienna University of Technology (Austria) es la institución que ocupa el primer lugar con cinco publicaciones (5.4 %). En cuanto a posición por país, Austria ocupa el tercer lugar con 8 publicaciones a nivel mundial. Las 17 instituciones que le siguen tienen dos publicaciones, y las restantes (114) solamente tienen una publicación.


Existen 22 disciplinas o campos de estudio asociados a la investigación sobre Automatización Industrial (ver Figura 17).

26

Figura 17


Automatización Industrial / Robótica / Control Automático, comprende 31 artículos que equivalen al 33.3 % del total.

Ingeniería / Dirección General, comprende 16 artículos que equivalen al 17.2 % del total.

Ingeniería Electrónica y Eléctrica, comprende 15 artículos que equivalen al 16.1 % del total.


Actualmente existen 58 títulos de revistas científicas con arbitraje internacional que publican sobre el tema de Automatización Industrial. La Figura 18 muestra las principales 14 revistas que concentran el 52.7 % del total de títulos de revistas identificadas a nivel mundial.

27

Figura 18


IEEE Transactions on Industrial Electronics14: Es una publicación mensual que abarca las aplicaciones de la electrónica, controles y comunicaciones, instrumentación y inteligencia computacional para la mejora de los sistemas industriales y de fabricación y procesos; electrónica de potencia y técnicas de control de transmisión, control de sistemas y procesamiento de señales, detección y diagnóstico de fallas, sistemas de potencia, instrumentación, medición y pruebas, modelado y simulación, control de movimiento, robótica, sensores y actuadores, aplicación de redes neuronales, lógica difusa, inteligencia artificial en sistemas industriales, automatización de fábricas, comunicación y redes informáticas.

Industrial Robot15: Revista que cubre temáticas de robótica asociada a la industria automotriz, aplicaciones militares, navegación y localización, construcción de robots, construcción naval y submarinos, agricultura, cuidado de la salud / robots médicos, e industria del plástico.

IEEE Transactions on Industrial Informatics16: Revista enfocada en el conocimiento basado en la automatización industrial como un medio para mejorar la fabricación industrial y los procesos de

14 IEEE Transactions on Industrial Electronics, con acceso en: http://tie.ieee-ies.org/ 15 Industrial Robot está disponible como parte de una suscripción en línea a Emerald Mechanical and Materials Engineering Subject Collection: http://www.emeraldinsight.com/products/journals/journals.htm?id=ir 16 IEEE Transactions on Industrial Informatics, con acceso en: http://tii.ieee-ies.org/

28

fabricación. Incluye los últimos avances en inteligencia y sistemas informáticos de control, robótica, comunicaciones y automatización de fábrica, fabricación flexible, sistemas de visión, y adquisición de datos y procesamiento de señales.

D. Sector de Motores Industriales

El análisis que se presenta en este apartado se enfoca en la investigación de motores eléctricos, y particularmente en los motores eléctricos para aplicación en vehículos eléctricos (VEs) y vehículos eléctricos híbridos (VEHs), debido a que este tema es de interés para el Consorcio Mexicano de Microsistemas (CMM-FUMEC).


A partir del análisis realizado en 1,034 artículos publicados en revistas con arbitraje internacional sobre el tema de Motores Eléctricos para el periodo 1998-2012, se identifica un crecimiento gradual durante el periodo 1998-2007, con un decremento en 2008 y un repunte en el siguiente año, a partir del cual se comienza a observar una proyección que se mantiene creciente los siguientes dos años (ver Figura 19).

Figura 19

En el caso particular de la producción científica sobre Motores Eléctricos para VEs y VEHs, la tendencia fue creciente en el periodo 1998-2005, y a partir de 2005 se da un incremento importante para después caer al siguiente año y luego mantenerse creciente a partir de 2008 y hasta el2011.


29

Se identificaron 24 países que participan en la producción científica mundial sobre Motores Eléctricos para VEs y VEHs. La Figura 20 muestra los países con mayor número de publicaciones sobre el tema.

Figura 20


Estados Unidos se ubica en el primer lugar con 30 artículos que representa el 33.3 % de un total de 90 publicaciones acumuladas durante el periodo 1998-2012.

China tiene el segundo sitio con 13 artículos que representa el 14.4 % del total.

Corea del Sur ocupa la tercera posición con 11 publicaciones, equivalente al 12.2 % del total.

México ocupa el lugar 19 con solamente una publicación, la cual se detalla al final de este apartado.


Se identificaron aproximadamente 254 autores a nivel mundial que realizan investigación sobre Motores Eléctricos para VEs y VEHs. La Figura 21 muestra los autores con dos o más publicaciones sobre el tema.

30

Figura 21

Los tres primeros autores con mayor número de publicaciones científicas durante el periodo 1998-2012 son:

Ehsani, Mehrdad con cuatro publicaciones (Texas A&M University, EUA).

Emadi, Ali con cuatro publicaciones (IIT, Dept Elect & Comp Engn, EUA).

Kim, Hyunsoo con cuatro publicaciones (Sungkyunkwan University, Corea del Sur).


A nivel mundial se identificaron 118 instituciones involucradas en la investigación sobre Motores Eléctricos para VEs y VEHs. La Figura 22 muestra el nivel de participación que tienen las instituciones líderes en este tema.

31

Figura 22


Sungkyunkwan University (Corea del Sur) y Texas A&M University (EUA) son las instituciones que ocupan el primer lugar con 6 publicaciones cada una de ellas (6.6 %). La primera participa principalmente a través de su escuela de Ingeniería Mecánica, y la segunda principalmente a través de su departamento de Ingeniería en Cómputo y Electrónica. En cuanto a posición por país a nivel mundial, Corea del Sur tiene el tercer lugar con 11 publicaciones y EUA ocupa el primer lugar con 30 artículos.

Shanghai Jiao Tong University (China) ocupa el segundo lugar con cinco publicaciones (5.5 %). En cuanto a posición por país, China posee también el segundo lugar con 13 publicaciones, a nivel mundial.

llinois Institute of Technology (EUA) ocupa el tercer lugar con cuatro publicaciones (4.4 %).

32


Existen 18 disciplinas o campos de estudio asociados al tema de Motores Eléctricos para VEs y VEHs (ver Figura 23).

Figura 23


Ingeniería Eléctrica y Electrónica, comprende 31 artículos que equivale al 34.4 % del total.

Ingeniería Mecánica, comprende 22 artículos que equivale al 24.4 % del total.

Ingeniería Ambiental / Energía, comprende 15 artículos que equivale al 16.6 % del total.


Actualmente existen 43 títulos de revistas científicas con arbitraje internacional con publicaciones sobre el tema de Motores Eléctricos para VEs Y VEHs. La Figura 24 muestra las principales catorce revistas que concentran el 68.9 % del total de títulos de revistas identificadas a nivel mundial.

33

Figura 24

A continuación se presenta una breve descripción de las cinco pincipales revistas:

IEEE Transactions on Vehicular Technology17: Revista dedicada exclusivamente a tecnología vehicular que publica la IEEE Vehicular Technology Society. Las áreas que aborda son: servicios de telefonía móvil terrestre, marítima y aérea, servicios de comunicación para ciudadanos y comerciales portátiles, electrotecnología vehicular, aparatos y sistemas de la industria automotriz, potencia de tracción, señales, comunicaciones y sistemas de control para el transporte masivo y ferrocarriles.

IEEE Transactions on Magnetics18: Revista de publicación mensual en áreas de la ciencia y la tecnología relacionada con la física básica del magnetismo, materiales magnéticos, magnética aplicada, y dispositivos magnéticos.

Journal of Automobile Engineering19: Es la principal revista internacional multidisciplinaria para la industria automotriz. Los temas que aborda incluyen: Vehículos y componentes, motores y combustibles, estructuras, mecanismos, lubricación y desgaste, dinámica y seguridad primaria, sistemas de control e información, visión e iluminación; impacto medioambiental de los vehículos, funcionamiento, fiabilidad, durabilidad, mantenimiento y reparación, economía,

17 IEEE Transactions on Vehicular Technology, con acceso en: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=25 18 IEEE Transactions on Magnetics, con acceso en: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=20 19 Journal of Automobile Engineering, con acceso en: http://pid.sagepub.com/content/by/year

34

legislación y gestión, confort, refinamiento y seguridad secundaria, tecnología de fabricación y sistemas, electrónica y sistemas de información de tráfico, y desarrollo de la cadena de suministro.

International Journal for Computation & Mathematics in Electrical & Electronic Engineering20: Revista sobre métodos analíticos y de cómputo para Ingeniería Eléctrica y Electrónica.


Journal of Power Sources22: Revista internacional de la ciencia y tecnología de los sistemas de energía electroquímica. Constituye un foro interdisciplinario para los principales artículos de investigación originales, revisiones y comunicaciones cortas que cubren todos los aspectos de la ciencia, la tecnología, comercialización y aplicación de las baterías primarias y secundarias, celdas de combustible, supercapacitores y celdas fotoelectroquímicas. Los temas tratados incluyen: Investigación, desarrollo y aplicaciones de los nanomateriales y componentes novedosos para estos dispositivos, tales como: Vehículos eléctricos y eléctricos híbridos, sistemas de suministro de energía ininterrumpida, almacenamiento de energía renovable, barcos y botes, sondas espaciales y satélites, etc.

20 International Journal for Computation & Mathematics in Electrical & Electronic Engineering, con acceso en línea: http://www.emeraldinsight.com/journals.htm?issn=0332-1649 21 IEEE Transactions on Industrial Electronics, con acceso en: http://tie.ieee-ies.org/ 22 The Journal of Power Sources, con acceso en: http://www.elsevier.com/wps/find/journaldescription.cws_home/504093/description

35

E. Sector de Comunicación Industrial (Ethernet)


Del análisis realizado en 57 artículos publicados en revistas con arbitraje internacional sobre el tema de Comunicación Industrial (Ethernet) para el periodo 1998-2012, se identificaron cinco periodos de creciente evolución, el primero inicia en 1998, el segundo en 2001, el tercero en 2003, el cuarto en 2006 y el quinto en 2008 con un crecimiento notable el siguiente año pero con un decremento constante en 2010 y 2011 (ver Figura 25).

Figura 25


Se identificaron 21 países que participan en la producción científica mundial sobre el tema de Comunicación Industrial (Ethernet). La Figura 26 muestra la intensidad de la producción científica por país.

36

Figura 26


Italia ocupa el primer lugar con 12 artículos que representa el 21 % de un total de 57 publicaciones acumuladas durante el periodo 1998-2012.

Estados Unidos tiene el segundo sitio con 8 artículos que representas el 14% del total.

Alemania ocupa la tercera posición con 7 publicaciones, equivalente al 12.3 % del total.

No se identificaron publicaciones de México sobre investigación en Comunicación Industrial (Ethernet).


Se identificaron aproximadamente 148 autores a nivel mundial que realizan investigación sobre Comunicación Industrial (Ethernet). La Figura 27 muestra los autores con dos o más publicaciones sobre el tema.

37

Figura 27


Vitturi, Stefano, con seis publicaciones (Institute for Electronics, Engineering, Information and Telecommunications, National Research Council, Italia).

Ferrari, Paolo y Flammini, Alessandra, con cuatro publicaciones cada uno de ellos, ambos investigadores pertenecen a la Universidad de Brescia (Italia).

Rexford, Jennifer (Princeton University, EUA) y Willig, Andreas (Technical University of Berlin, Alemania), con tres publicaciones cada uno de ellos.


A nivel mundial se identificaron 63 instituciones involucradas en la investigación sobre Comunicación Industrial (Ethernet). La Figura 28 muestra el nivel de participación que tienen las instituciones líderes en este tema.

38

Figura 28


University of Padua (Italia) es la institución que ocupa el primer lugar con 5 publicaciones (8.7 %), participa a través de su departamento de Ingeniería en Informática, principalmente. En cuanto a posición por país, Italia ocupa el primer lugar a nivel mundial con 12 publicaciones.

Princeton University (EUA) y University of Brescia (Italia) tienen el segundo lugar con cuatro publicaciones cada una de ellas (7 %), la primera participa principalmente a través de su departamento de Ciencia de la Informática, y la segunda a través de su departamento de Automatización Electrónica. En cuanto a posición por país, EUA ocupa el segundo lugar a nivel mundial, después de Italia, con 8 publicaciones.

IEIIT CNR, University of Padova (Italia) y Technical University of Berlin (Alemania) comparten el tercer lugar con tres publicaciones cada una de ellas. En cuanto a posición por país, Alemania ocupa el tercer lugar a nivel mundial, después de Italia y EUA, con 7 publicaciones.

39


Existen 18 disciplinas o campos de estudio asociados a la investigación sobre Comunicación Industrial (Ethernet), ver Figura 29.

Figura 29


Ingeniería / Dirección General, comprende 13 artículos que equivalen al 26.3 % del total.

Ingeniería Electrónica y Eléctrica, comprende 12 artículos que equivalen al 21 % del total.

Automatización Industrial / Robótica / Control Automático, comprende 8 artículos que equivalen al 14 % del total.


Actualmente existen 34 títulos de revistas científicas con arbitraje internacional que publican sobre el tema de Comunicación Industrial (Ethernet). La Figura 30 muestra las principales siete revistas que concentran el 52.6 % del total de títulos de revistas identificadas a nivel mundial.

40

Figura 30

A continuación se presenta una breve descripción de algunas de las pincipales revistas:

IEEE Transactions on Industrial Informatics23: Revista enfocada en el conocimiento basado en la automatización industrial como un medio para mejorar la fabricación industrial y los procesos de fabricación. Incluye los últimos avances en inteligencia y sistemas informáticos de control, robótica, comunicaciones y automatización de fábrica, fabricación flexible, sistemas de visión, y adquisición de datos y procesamiento de señales.


Proceedings of the IEEE25: Revista sobre tecnología de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Ciencias de la Informática, publicada por el Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).

23 IEEE Transactions on Industrial Informatics, con acceso en: http://tii.ieee-ies.org/ 24 IEEE Transactions on Industrial Electronics, con acceso en: http://tie.ieee-ies.org/ 25 Proceedings of the IEEE, con acceso en: http://www.ieee.org/publications_standards/publications/proceedings/index.html

41

Computer Standards & Interfaces26: Revista internacional sobre el desarrollo y aplicación de estándares para Informática, calidad de software, comunicación de datos, interfaz (hardware y software) y mediciones. También cubre temas generales referentes al proceso de estandarización como son los aspectos comerciales, políticos y técnicos de los estándares, su impacto en el mercado, análisis costo/beneficio, aspectos legislativos, y las relaciones entre los organismos de estándares nacionales e internacionales.

Control Engineering Practice27: Revista de la International Federation of Automatic Control. Se publica artículos que ilustran la aplicación directa de la teoría de control y sus herramientas de apoyo en todas las áreas posibles de automatización. También ofrece artículos sobre temas relacionados con la aplicación de la automatización, incluyendo los efectos sociales, aspectos culturales, planificación de proyectos y diseño del sistema, y aspectos económicos y de gestión.

Computers in Industry28: Revista que publica artículos sobre la aplicación de tecnologías de información y comunicación en los procesos de negocio como son diseño, ingeniería, manufactura, venta, distribución física, gestión de producción y gestión de la cadena de proveedores. También ofrece artículos sobre el uso industrial de tecnologías de información y comunicación en campos intensivos en conocimiento como control, logística, gestión de datos de ingeniería, y documentación de producto. Además de capacidades habilitadoras de las tecnologías nuevas o existentes, tales como los sistemas en tiempo real, ingeniería del conocimiento, lógica difusa aplicada, sistemas de trabajo colaborativo, y agentes de inteligencia.

Industrial Marketing Management29: Revisita que ofrece investigación teórica, empírica y basada en casos sobre marketing y estrategia en mercados industriales y de negocio.

26 Computer Standards & Interfaces, con acceso en: http://www.sciencedirect.com/science/journal/09205489 27 Control Engineering Practice, con acceso en: http://www.sciencedirect.com/science/journal/09670661 28 Computers in Industry, con acceso en: http://www.sciencedirect.com/science/journal/01663615 29 Industrial Marketing Management, con acceso en: http://www.sciencedirect.com/science/journal/00198501

42

F. Sector de Domótica


Del análisis realizado en 552 artículos publicados en revistas con arbitraje internacional sobre el tema de Domótica para el periodo 1997-2012, se identificaron cinco periodos de creciente evolución que inician en 1997, 1999, 2001, 2003 y 2005, éste último con un amplio crecimiento y una proyección que se mantiene creciente al 2011 (ver Figura 31).

Figura 31


Se identificaron 37 países que participan en la producción científica mundial sobre de Domótica. La Figura 32 muestra los países con mayor número de publicaciones sobre el tema.

43

Figura 32


Estados Unidos ocupa el primer lugar con 31 artículos que representa el 15.7 % de un total de 198 publicaciones acumuladas durante el periodo 2010-2012.

Corea del Sur tiene el segundo sitio con 23 artículos que representa el 11.6 % del total.

Italia y Taiwán ocupan la tercera posición con 18 publicaciones cada uno de ellos, equivalente al 9 % del total.

México se ubica en el lugar 34 con una sola publicación, la cual se detalla al final de este apartado.


Se identificaron aproximadamente 250 autores a nivel mundial que realizan investigación sobre Domótica. La Figura 33 muestra los autores con dos o más publicaciones sobre el tema.

44

Figura 33


Bonino, Dario y Corno, Fulvio con seis publicaciones cada uno de ellos, ambos investigadores colaboran para el Departamento de Automatización e Informática del Politecnico di Torino (Italia).

Dobson, Simon (University of St Andrews, Escocia), Lee, S. (Korea University of Technology and Education, Corea del Sur), y Hong, S. H. (Hanyang University, Corea del Sur) con cuatro publicaciones cada uno de ellos.


A nivel mundial se identificaron 250 instituciones involucradas en la investigación sobre Domótica. La Figura 34 muestra el nivel de participación que tienen las instituciones líderes en este tema.

45

Figura 34


Vienna University of Technology (Austria) es la institución que ocupa el primer lugar con 9 publicaciones (4.5 %). En cuanto a posición por país, Austria ocupa el octavo lugar a nivel mundial con 10 publicaciones.

Politecnico di Torino (Italia) es la institución que ocupa el segundo lugar con 6 publicaciones, participa a través de su departamento de Automatización e Informática. En cuanto a posición por país, Italia ocupa el tercer lugar a nivel mundial con 18 publicaciones.

National Taiwan University of Science And Technology (Taiwán) es la institución que ocupa el tercer lugar con 5 publicaciones, participa a través de su departamento de Ingeniería Electrónica. En cuanto a posición por país, Taiwán ocupa el tercer lugar a nivel mundial con 18 publicaciones.

46


Existen cerca de 38 disciplinas o campos de estudio asociados a la investigación sobre Domótica (ver Figura 35).

Figura 35


Ingeniería Eléctrica y Electrónica, comprende 76 artículos que equivalen al 26.8 % del total.

Sistemas de Comunicación / Tecnologías de Información, comprende 53 artículos que equivalen al 11% del total.

Ingeniería / Ciencias de la Informática, comprende 24 artículos que equivale al 12.1 % del total.

Además de las disciplinas referidas en la Figura 35, también se identificaron otras 22 disciplinas asociadas al tema Ciencia de los Materiales, Óptica, Acústica, Procesamiento de Señal y Sistema de Circuitos, entre otras.

47


Actualmente existen 108 títulos de revistas científicas con arbitraje internacional que publican sobre el tema de Domótica. La Figura 36 muestra las principales diez revistas que concentran el 36.9% del total de títulos de revistas identificadas a nivel mundial.

Figura 36


IEEE Transactions on Consumer Electronics30: Revista trimestral publicada por la IEEE Consumer Electronics Society. Las principales temáticas que aborda son: Componentes, circuitos, dispositivos y sistemas, Informática y procesamiento (hardware / software), Ciencias de la Tierra, energía, aplicaciones de la industria, y análisis y procesamiento de señales.


30 IEEE Transactions on Consumer Electronics, con acceso en: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=30 31 IEEE Transactions on Industrial Electronics, con acceso en: http://tie.ieee-ies.org/

48

Journal of Ambient Intelligence and Smart Environments32: Revisita que presenta los desarrollos más recientes sobre ambientes inteligentes e inteligencia de ambiente. Cubre temas que van desde las tecnologías habilitadoras (tales como multimodales de detección y procesamiento de la visión) hasta aspectos algorítmicos en los dominios de interpretación y razonamiento, aplicaciones orientadas a servicios orientados en los humanos, robótica, creación de redes, informática móvil, de colaboración y penetrante.

32 Journal of Ambient Intelligence and Smart Environments, con acceso en: http://www.iospress.nl/journal/journal-of-ambient-intelligence-and-smart-environments/

49

1.2 Análisis de la actividad patentadora mundial de los sectores de estudio

Introducción

Las patentes suelen contener información que no se da a conocer en otro tipo de bibliografía, pues además de divulgar información tecnológica sobre la invención y el estado del arte, en muchos casos integran los avances tecnológicos alcanzados en el sector al que se refieren. Gracias a la riqueza de información tecnológica que contienen las patentes, su análisis permite conocer conceptos innovadores, estudiar áreas específicas de la tecnología, identificar inventores u organizaciones que son activos en un campo determinado de la tecnología, identificar a un miembro de una familia de patentes, entre otros datos.

Esta sección describe los resultados obtenidos a partir de la identificación y análisis de la actividad inventiva que se está protegiendo a nivel mundial en los sectores de Salud y Dispositivos Médicos, Dispositivos Móviles, Automatización Industrial, Motores Industriales, Comunicación Industrial o Ethernet, y Domótica.

La búsqueda de información se hizo a través de bases de datos de patentes, como esp@cenet y USPTO. El análisis de la actividad patentadora mundial se realizó en base a familias de patentes33 seleccionadas para el periodo de 200034 a mayo 2012. El análisis se basa en los siguientes rubros:

1. Tendencia de la actividad patentadora 2. País de origen de la actividad inventiva 3. Núcleo tecnológico de la actividad inventiva35 4. Empresas con mayor actividad patentadora 5. ¿Qué se está patentando? 6. Alianzas y redes de organizaciones 7. Equipos de colaboración inventiva

La capacidad de innovación puede analizarse respecto de una empresa, de un sector de la industria, o respecto de un país. El número de innovaciones desarrolladas por una empresa de manera constante

33 Una familia de patentes es un grupo de patentes que están protegidas en diversos países del mundo, y todas ellas corresponden a una misma invención. 34 Excepto para el caso del sector de Comunicación Industrial (Ethernet), en donde el periodo de análisis fue 1995-2012. 35 El núcleo tecnológico de las invenciones para cada sector seleccionado integra una amplia combinación de dominios tecnológicos. El núcleo tecnológico de mayor relevancia para el desarrollo tecnológico de cada sector corresponde a los sectores tecnológicos descritos en la Clasificación Internacional de Patentes (CIP). La CIP se basa en un tratado multilateral internacional denominado Arreglo de Estrasburgo de 1971, el cual prevé un sistema jerárquico de símbolos independientes del idioma para clasificar las patentes y los modelos de utilidad con arreglo a los distintos sectores de la tecnología a los que pertenecen. La CIP divide la tecnología en ocho secciones, con unas 70.000 subdivisiones, cada una de las cuales cuenta con un símbolo que consiste en números arábigos y letras del alfabeto latino.

50

y/o creciente en un periodo de tiempo determinado, demuestra la capacidad innovadora de esa empresa. Cuando se estudia el desarrollo de cierto sector industrial o tecnología en todo el mundo, el indicador más exacto es el total de todas las solicitudes nacionales de todos los países que hayan realizado desarrollo tecnológico en ese sector o tecnología en particular. Algo parecido ocurre cuando se analiza la capacidad innovadora global de un país, en donde el número de solicitudes nacionales indica las posibilidades de inventiva de ese país. Mientras que, cuando se solicita una patente extranjera en un país determinado, es porque ese país constituye un mercado importante para el objeto de la patente.

El número de solicitudes de patente en una rama específica de la industria y para un país determinado, constituye un indicador del desarrollo industrial de ese país en dicho campo. Las patentes también son elementos de evaluación de la dinámica económica, en donde la intención de una empresa (o inventor) de proteger una invención en el extranjero no solo considera el estado de desarrollo industrial en el momento de presentación de la solicitud de patente, sino que también prevé el desarrollo de ese país para los siguientes años. Para las empresas, las patentes pueden ser un elemento de vigilancia de su competencia, ya que mediante el análisis de las patentes es posible dar seguimiento a los desarrollos tecnológicos de la competencia durante un periodo de tiempo determinado, y así llegar a conocer las estrategias de los competidores.


Resumen

Principales bases de datos de patentes consultadas: esp@cenet y USPTO

Total de patentes identificadas: 8,794

Familias de patentes seleccionadas para análisis: 1,354

Periodo seleccionado para análisis: 2000- mayo 2012

Número de solicitantes identificados: 3,354 destacando Boston Scientific Corporation, Medtronic Inc., Abbott, Wilson Cook Medical Inc., entre otras empresas.

Número de inventores que participan en las invenciones: 5,454


La actividad patentadora en el tema de Salud y Dispositivos Médicos es creciente a partir de 2000, con un incremento notable en el número de familias de patentes en el 2010 (ver Figura 37).

51

Figura 37

El incremento en la actividad patentadora está correlacionado con una amplia generación de proyectos científicos en donde se identifican 1,821 artículos publicados en revistas con arbitraje internacional para el periodo 1997-2012 con una creciente evolución.


Uno de los aspectos de mayor relevancia en la economía del conocimiento es la consolidación de indicadores, las patentes son uno de los indicadores a considerar. La Figura 38 muestra a los países líderes en la protección de desarrollos tecnológicos sobre Salud y Dispositivos Médicos, éstos son:

Estados Unidos Alemania Canadá Holanda Israel Francia Gran Bretaña

52

Algunos de estos países también se encuentran entre los primeros diez lugares en la producción científica mundial, ubicándose en las siguientes posiciones: Estados Unidos-1º, Alemania-7º, Canadá-5º, Francia-6º e Inglaterra-2º.

Figura 38

53

Núcleo tecnológico de la actividad inventiva

El núcleo tecnológico de las invenciones de Salud y Dispositivos Médicos integra una amplia combinación de dominios tecnológicos. En la Figura 39 se observan las áreas de conocimiento de mayor relevancia asociadas a los desarrollos tecnológicos identificados para este sector.

Figura 39


Con respecto a la concentración industrial del sector de Salud y Dispositivos Médicos, la Figura 40 muestra a las empresas líderes a nivel mundial, en términos de la intensidad de su actividad patentadora.

54

Figura 40

Algunas de las principales empresas líderes son:

Boston Scientific Corporation36 (EUA): Empresa desarrolladora, fabricante y comercializadora de dispositivos médicos para su uso en una amplia gama de especialidades médicas, incluyendo cardiología, neuromodulación, intervención neurovascular, electrofisiología, cirugía cardiaca, cirugía vascular, endoscopia, oncología, urología y ginecología. En 2009 invirtió USD$1,029 millones de dólares en actividades de investigación y desarrollo.

Medtronic Inc.37 (EUA): Empresa de tecnología médica integrada por seis unidades de negocios que desarrollan y fabrican dispositivos y terapias para el tratamiento de más de 30 enfermedades crónicas, como insuficiencia cardíaca, enfermedad de Parkinson, incontinencia urinaria, obesidad, dolor crónico, trastornos de la columna, y diabetes, entre otras.

Abbott Cardiovascular Systems Inc.38 (EUA): Empresa que desarrolla y comercializa dispositivos médicos para el tratamiento de las enfermedades cardiovasculares, es una división de Abbott Laboratories. Ofrece equipos de última generación para enfermedades arterial coronaria, vascular periférica, arteria carótida, y cardíaca estructural.

36 Boston Scientific Corporation, con acceso en: http://www.bostonscientific.com/ 37 Medtronic Inc., con acceso en: www.medtronic.com/ 38 Abbott Cardiovascular Systems, Inc., con acceso en: www.abbottvascular.com/

55


En la Figura 41 se observa la actividad inventiva que se ha estado protegiendo a nivel mundial en el tema de Salud y Dispositivos Médicos en los últimos 10 años, por ejemplo: Método, uso médico, dispositivos médicos implantables, recubrimiento de dispositivos médicos, procesos médicos, tratamientos médicos, entre otros.

Figura 41

Alianzas y redes de organizaciones

Las organizaciones intensivas en conocimiento colaboran directa e indirectamente entre sí, fundamentando sus sinergias en el desarrollo de métodos, procesos, productos, etc. En la Figura 42 se observan seis grupos identificados por su relevancia, los cuales están integrados por empresas, universidades e inventores que colaboran en desarrollos tecnológicos sobre Salud y Dispositivos Médicos. Destaca la participación de las siguientes empresas y una universidad:

University of Texas (EUA) Wilson Cook Medical Inc. (EUA) Advanced Cardiovascular System (EUA) Boston Scient Scimed Inc (EUA) Intelligen Medical Devices Inc. (EUA)

56

Figura 42 Alianzas y Redes de Organizaciones para el Desarrollo en Salud y Dispositivos Médicos


A nivel de conformación de equipos de colaboración para el desarrollo y protección de la actividad inventiva en Salud y Dispositivos Médicos, destaca el liderazgo natural de los siguientes inventores:

Weber, Jan (Países Bajos) Linares Miguel A. (EUA) Hossainy Syed F. A. (EUA) Wang Yunbing (EUA) Stopek Joshua (EUA)

La Figura 43 presenta los equipos de colaboración identificados por su relevancia, en donde se observan nueve grupos de investigación perfectamente bien delimitados.

57

Figura 43 Equipos de Colaboración Inventiva en Salud y Dispositivos Médicos


Resumen





Número de solicitantes identificados: 4,522 destacando Research in Motion LTD, Qualcomm Inc., Palm, Samsung, entre otras empresas.



La actividad patentadora en el tema de Dispositivos Móviles se presenta creciente de forma importante a partir del 2006, con otro incremento considerable en 2008 (ver Figura 44). El aumento en la actividad patentadora está correlacionado con una amplia generación de proyectos científicos, en donde se identifican 9,454 artículos publicados en revistas con arbitraje internacional para el periodo 1997-2012 con una creciente evolución.

58

Figura 44


Uno de los aspectos de mayor relevancia en la economía del conocimiento es la consolidación de indicadores, las patentes son uno de los indicadores a considerar. La Figura 45 presenta a los países líderes en la protección de desarrollos tecnológicos sobre Dispositivos Móviles a nivel mundial, éstos son:

Estados Unidos Corea Taiwán China Canadá

Todos estos países también se encuentran entre los primeros diez lugares en la producción científica mundial, ubicándose en las siguientes posiciones: Estados Unidos-1º, Corea-2º, Taiwán-4º, China-5º, y Canadá-8º.

59

Figura 45


El núcleo tecnológico de las invenciones de Dispositivos Móviles integra una amplia combinación de dominios tecnológicos. En la Figura 46 se observan las áreas de conocimiento de mayor relevancia asociadas a los desarrollos tecnológicos identificados para este sector.

60

Figura 46


Con respecto a la concentración industrial del sector de Dispositivos Móviles, la Figura 47 muestra las empresas líderes en términos de la intensidad de su actividad patentadora, destacando las siguientes:

Research in Motion39 (RIM, Canadá): Empresa de dispositivos inalámbricos (en 1999 introdujo BlackBerry), también es uno de los principales líderes en el desarrollo y fabricación de teléfonos móviles e inteligentes a nivel mundial. RIM desarrolla su propio software para sus dispositivos, y también ha desarrollado y vendido componentes incorporados para datos inalámbricos.

Qualcomm Inc.40 (EUA): Productor fabless de semiconductores y proveedor de chipset inalámbrico y tecnología de software para los mercados móviles, red, informático y de electrónica de consumo. La empresa produce chipsets para la tecnología móvil CDMA (Acceso Múltiple por División de Códigos).

Samsung41 (Corea del Sur): Comprende diversas subsidiarias y negocios afiliados en todo el mundo (Samsung Electronics, Samsung Heavy Industries, Samsung Engineering, Samsung C&T,

39 Research in Motion, con ecceso en: http://www.rim.com/ 40 Qualcomm Inc., con acceso en: http://www.qualcomm.com/about/research 41 Samsung, con acceso en: www.samsung.com/

61

Samsung Life Insurance). Es una de las empresas con mayor diversificación en el mercado de los Dispositivos Móviles con respecto a los segmentos de valor en los que está presente (Laptop/notebook, netbook, Tablet PC, UMPC, PDA, EDA, y lectores de libros digitales).

Figura 47


La Figura 48 muestra la actividad inventiva que se ha estado protegiendo a nivel mundial en el sector de Dispositivos móviles en los últimos 10 años, por ejemplo:

Dispositivos móviles, dispositivos portátiles, redes móviles, terminales móviles.

Pantallas, comunicación, fabricación, control.

Sistemas de control, gestión, comunicación, cómputo portátil, comunicación inalámbrica.

Laptop.

62

Aparatos de electrónica portátil, procesamiento de información, cámaras, óptica, imagen.

Figura 48


Las organizaciones intensivas en conocimiento colaboran directa e indirectamente entre sí, fundamentando sus sinergias en el desarrollo de métodos, procesos, productos, etc. En la Figura 49 se observan once grupos identificados por su relevancia e integrados por empresas e inventores que colaboran en desarrollos tecnológicos sobre el sector de Dispositivos Móviles.

63

Figura 49 Alianzas y Redes de Organizaciones para el Desarrollo en Dispositivos Móviles

Uno de los grupos que destaca por la riqueza de vínculos de colaboración que posee, es el grupo encabezado por Qualcomm Inc., siendo ésta la única empresa que participa ya que el resto de los participantes son inventores.


A nivel de conformación de equipos de colaboración para el desarrollo y protección de la actividad inventiva en Dispositivos Móviles, en la Figura 50 destaca el liderazgo natural de los siguientes inventores, casi todos ellos de Estados Unidos:

Cochran Kyle Leighton (EUA)

Porter Warren Derek (EUA)

Rickman Gregory Michael (EUA)

Wu Chih Hsiang (Taiwán)

Rackley Brady Lee (EUA)

64

Figura 50 Equipos de Colaboración Inventiva en Dispositivos Móviles

Los equipos de investigación que se observan en la Figura 50 se identificaron por su relevancia. Es importante comentar lo evidente que resulta la gran intensidad de vínculos que existe entre los diversos grupos de investigación que trabajan en la realización conjunta de desarrollos tecnológicos sobre Dispositivos Móviles.

65


Resumen



Familias de patentes seleccionadas para análisis: 849


Número de solicitantes identificados: 623 destacando Rockwell Automation Tech Inc., Siemens AG, ABB Research, entre otras empresas.



La actividad patentadora en el tema de Automatización Industrial es creciente a partir del 1990, con un incremento notable en 2006 que se mantiene al 2011 (ver Figura 51). El incremento en la actividad patentadora está correlacionado con una amplia generación de proyectos científicos, en donde se identifican 424 artículos publicados en revistas con arbitraje internacional para el periodo 1997-2012 con una creciente evolución.

Figura 51

66


Uno de los aspectos de mayor relevancia en la economía del conocimiento es la consolidación de indicadores, las patentes son uno de los indicadores a considerar. En la Figura 52 se observa a los países líderes en la protección de desarrollos tecnológicos sobre Automatización Industrial, éstos son:

Estados Unidos China Alemania Corea Japón

Algunos de estos países también se encuentran entre los primeros diez lugares en la producción científica mundial, ubicándose en las siguientes posiciones: Estados Unidos-1º, China 9º y Corea-6º.

Figura 52


El núcleo tecnológico de las invenciones de Automatización Industrial integra una amplia combinación de dominios tecnológicos. En la Figura 53 se observan las áreas de conocimiento de mayor relevancia asociadas a los desarrollos tecnológicos identificados para este sector.

67

Figura 53 Núcleo Tecnológico de la Actividad Inventiva en

Automatización Industrial

.

Las áreas de conocimiento asociadas al desarrollo tecnológico de la Automatización Industrial, según el sistema jerárquico de símbolos de la Clasificación Internacional de Patentes son las siguientes:

Símbolo completo de

CIP

Jerarquía de símbolos de la CIP

Sección Clase Subclase Grupo principal/Subgrupo

G05B 19/418 G: Física

G05: Control; regulación

G05B: Sistemas de control o de regulación en general; elementos funcionales de tales sistemas; dispositivos de monitorización o ensayos de tales sistemas o elementos

G05B 19/418: Sistemas de control por programa aplicados al control total de una fábrica, es decir, control centralizado de varias máquinas, p. ej. control numérico directo o distribuido (DNC), sistemas de fabricación flexibles (FMS), sistemas de fabricación integrados (IMS), fabricación integrada por computador (CIM)

G06F 9/44 G: Física

G06: Cómputo, cálculo, conteo

G06F: Tratamiento de datos digitales eléctricos.

G06F 9/44: Disposiciones para ejecutar programas específicos.

H04L 29/06 H: Electricidad

HO4: Técnica de las comunicaciones eléctricas.

H04L: Transmisión de información digital, p. ej. comunicación telegráfica.

H04L 29/06: Disposiciones, aparatos, circuitos o sistemas caracterizados por un protocolo.

Elaboración con base en la publicación en internet de la Clasificación Internacional de Patentes (versión 2012.01).

68


Con respecto a la concentración industrial del sector de Automatización Industrial, la Figura 54 presenta a las empresas líderes en términos de la intensidad de su actividad patentadora.

Figura 54

Algunas de las empresas líderes son:

Rockwell Automation42 (EUA): Es proveedor de control de automatización industrial y soluciones de información para empresas manufactureras.

Siemens AG43 (Alemania): Una de sus unidades de negocio se ocupa de la ingeniería y manufactura de productos de tecnología de automatización para todos los sectores industriales. El desarrollo de sistemas de automatización que realiza la empresa comprende: Sistemas de monitoreo y Control de operador, Sistemas de Identificación, Comunicación industrial, Controles industriales, Sistema de Ejecución de Manufactura (MES), automatización basada en PC,

42 Rockwell Automation, con acceso en: http://www.rockwellautomation.com/products/ 43 Siemens, con acceso en: http://www.siemens.com/entry/cc/en/#189260-207160

69

Sistemas de Control de Procesos, sistemas de sensores, y fuentes de alimentación, principalmente.

ABB Research44 (Suiza): Sus principales líneas de enfoque son la electrónica de potencia, sensores e instrumentación, aislamiento eléctrico, simulación, soluciones de software para empresas de electricidad y automatización industrial, entre otras. A través de Global lab automation, la empresa ABB realiza investigación en las áreas de control y optimización, sensores y procesamiento de señal, mecatrónica, y comunicación industrial, principalmente.


En la Figura 55 se observa la actividad inventiva que se ha estado protegiendo a nivel mundial en el tema de Automatización Industrial en los últimos 10 años, por ejemplo:

Arreglos de automatización industrial Monitoreo Ensamble de automatización industrial Redes Control de posición de máquinas Instalaciones de automatización de fábricas

Figura 55

44 ABB Corporate Research Center, con acceso en: http://www.abb.com/cawp/abbzh254/ec72bb280fd24d47c1256b5700522f3a.aspx

70


Las organizaciones intensivas en conocimiento colaboran directa e indirectamente entre sí, fundamentando sus sinergias en el desarrollo de métodos, procesos, productos, etc. En la Figura 56 se observan cuatro grupos identificados por su relevancia, los cuales están conformados por empresas e inventores que colaboran en desarrollos tecnológicos sobre el tema de Automatización Industrial. Algunas de las empresas que destacan son:

Rockwell Automation Tech Inc-EUA Siemens AG-Alemania Schneider Automation-EUA Mitsubishi Rayon Co-Japón

Cabe señalar que la empresa ABB Research LTD (Suiza) trabaja independientemente, también se observa un grupo integrado únicamente por inventores.

Figura 56 Alianzas y Redes de Organizaciones para el Desarrollo en Automatización Industrial


A nivel de conformación de equipos de colaboración para el desarrollo y protección de la actividad inventiva en Automatización Industrial, destaca el liderazgo natural de los siguientes inventores:

Hall Kenwood H (EUA) Bajer John J (EUA) Chand Sujeet (EUA)

71

La Figura 57 muestra seis equipos de colaboración identificados por su relevancia y que están perfectamente delineados, tres de ellos con gran intensidad de vínculos de colaboración.

Figura 57 Equipos de Colaboración Inventiva en Automatización Industrial

72


Resumen




Periodo de análisis seleccionado: 2000- mayo 2012

Número de solicitantes identificados: 3,067 destacando Toyota, Honda, Bosch, otras.



La actividad patentadora en el tema de Motores Industriales es creciente a partir de 2004 y se mantiene en aumento al 2011 (ver Figura 58). El incremento en la actividad patentadora está correlacionado con una amplia generación de proyectos científicos, en donde se identifican 1,034 artículos45 publicados en revistas con arbitraje internacional para el periodo 1997-2012, observándose una proyección que se mantiene creciente-moderada al 2011.

Figura 58

.

45 Cabe recordar que esta cifra corresponde únicamente al número de artículos científicos identificados sobre el tema de motores eléctricos, los cuales son parte del sector de motores industriales, por lo que la cifra de publicaciones científicas sobre motores industriales es mucho mayor a los 1,034 artículos referidos.

73


Uno de los aspectos de mayor relevancia en la economía del conocimiento es la consolidación de indicadores, las patentes son uno de los indicadores a considerar. La Figura 59 presenta a los países líderes en la protección de desarrollos tecnológicos sobre Motores Industriales, éstos son:

Estados Unidos Alemania Japón Francia Italia

Algunos de estos países también se encuentran entre los primeros diez lugares en la producción científica mundial en el tema de Motores Eléctricos, ubicándose en las siguientes posiciones: Estados Unidos-1º, Alemania-9º, Japón-6º, y Francia-4º.

Figura 59

74


El núcleo tecnológico de las invenciones de Motores Industriales, integra una amplia combinación de dominios tecnológicos. En la Figura 60 se observan las áreas de conocimiento de mayor relevancia asociadas a los desarrollos tecnológicos identificados para este sector.

Figura 60


Con respecto a la concentración industrial del sector de Motores Industriales, la Figura 61 muestra las empresas líderes a nivel mundial, en términos de la intensidad de su actividad patentadora.

75

Figura 61


Toyota Motor Corporation46 (Japón): Empresa fabricante de automóviles, camiones, autobuses y robots. Toyota invierte una gran cantidad de recursos en investigación sobre vehículos de combustión más limpia como el Toyota Prius. Toyota ha estado desarrollando robots multitarea destinado al cuidado de los ancianos, la fabricación y el entretenimiento. Tiene centros I+D y de diseño en diversas partes del mundo que realizan actividades enfocas a: Planeación de producto, evaluación e ingeniería de vehículo, y diseño de color e interior, principalmente.

Bosch GmbH47 (Alemania): Empresa de electrónica e ingeniería. Tiene tres divisiones: Tecnología Automotriz, Tecnología de Control y Unidad, y Bienes de Consumo y Tecnología de la Construcción. Bosch invirtió más de €4 mil millones de euros en investigación y desarrollo en 2011. En 2009, Bosch fue el líder en términos de número de patentes en la Oficina Alemana de Patentes y Marcas.

46 Toyota Motor Co., con acceso en: http://www.toyota-global.com/ 47 Bosch GmbH, con acceso en: www.bosch.com

76

Honda Motor Company, Ltd.48 (Japón): Fabrica automóviles y motocicletas. Es el mayor fabricante mundial de motores de combustión interna medido por volumen, produce más de 14 millones de motores de combustión interna cada año. Desde 1986, Honda ha estado involucrada con la investigación en inteligencia artificial / robótica.


La Figura 62 muestra la actividad inventiva que se ha estado protegiendo a nivel mundial en el sector de Motores Industriales en los últimos 10 años, por ejemplo:

Vehículo con motor eléctrico e híbrido. Métodos de ensamble, operación, fabricación y control. Sistema de tracción, dirección asistida, unidad vehicular, control. Motores eléctricos.

Figura 62

48 Honda Motor Company, Ltd, con acceso en: world.honda.com

77


Las organizaciones intensivas en conocimiento colaboran directa e indirectamente entre sí, fundamentando sus sinergias en el desarrollo de métodos, procesos, productos, etc. En la Figura 63 se observan diez grupos identificados por su relevancia e integrados por empresas que colaboran en desarrollos tecnológicos sobre Motores Industriales, tres de ellos conformados exclusivamente por empresas japonesas los cuales presentan una gran riqueza de vínculos de colaboración.

Figura 63 Alianzas y Redes de Organizaciones para el Desarrollo en Motores Eléctricos

Identificadas por su relevancia


A nivel de conformación de equipos de colaboración para el desarrollo y protección de la actividad inventiva en Motores Industriales, destaca el liderazgo natural de los siguientes inventores:

Tabata, Atsushi (Japón) Marion, Elio (Italia) Taga Yutaka (Japón) Matsubara, Tooru (Japón) Kamada, Atsushi (Japón) James Henry (EUA) Inoue Yuji (Japón), entre otros.

78

La Figura 64 muestra nueve equipos de investigación identificados por su relevancia y que están perfectamente delineados, en uno de ellos se observa gran riqueza de vínculos de colaboración.

Figura 64 Equipos de Colaboración Inventiva en Motores Eléctricos

Identificados por su relevancia

79


Resumen


Total de patentes identificadas: 6581

Familias de patentes seleccionadas para análisis: 5662

Periodo de análisis: 1995- mayo 2012

Número de solicitantes identificados: 2868 destacando Broadcom Corporation, Cisco, IBM, Huawei, entre otras empresas.

Número de inventores que participan en las invenciones: 10085


La actividad patentadora en el tema de Ethernet es creciente, con un incremento importante en 2011 (ver Figura 65).

Figura 65

80


Uno de los aspectos de mayor relevancia en la economía del conocimiento es la consolidación de indicadores, las patentes son uno de los indicadores a considerar. En la Figura 66 se observa a los países líderes en la protección de desarrollos tecnológicos sobre Comunicación Industrial (Ethernet), éstos son:

Estados Unidos Corea China Taiwán Canadá

Algunos de estos países también se encuentran entre los primeros diez lugares en la producción científica mundial, ubicándose en las siguientes posiciones: Estados Unidos-2º, Corea-9º, y Canadá-9º .

Figura 66


El núcleo tecnológico de las invenciones de Comunicación Industrial (Ethernet) integra una amplia combinación de dominios tecnológicos. En la Figura 67 se observan las áreas de conocimiento de mayor relevancia asociadas a los desarrollos tecnológicos identificados para este sector, como son: Transmisión de información digital, tratamiento de datos digitales eléctricos, comunicaciones multiplex, entre otras.

81

Figura 67


Con respecto a la concentración industrial del sector de Comunicación Industrial (Ethernet), la Figura 68 muestra las empresas líderes en términos de la intensidad de su actividad patentadora.


Broadcam Corporation49 (EUA): Fabricantes de circuitos integrados para comunicaciones de banda ancha. Su línea de productos comprende redes de computadoras y telecomunicaciones, redes empresariales, metropolitanas de alta velocidad, para el hogar y las PyMEs. Dichos productos incluyen transceptores y procesadores para redes de área local (cableadas e inalámbricas) cable-módems, módems DSL, servidores, dispositivos de red domésticos (routers, switches, hubs) y teléfonos móviles (GSM/GPRS/EDGE/W-CDMA). Posee instalaciones en América del Norte, Europa y Asia para realizar I+D, y tiene una intensidad patentadora.

49 Broadcam Corporation, con acceso en: www.broadcom.com

82

Cisco Technology Inc.50 (EUA): Empresa de diseño, fabricación y venta de equipo para redes.

IBM51 (EUA): empresa de tecnología y consultoría que fabrica y comercializa hardware y software para computadoras, y ofrece servicios de infraestructura, alojamiento de Internet, y consultoría en una amplia gama de áreas relacionadas con la informática, desde computadoras centrales hasta nanotecnología, además de productos semiconductores (memoria DRAM, tecnologías de especialidades de fundición digitales y de señal mixta analógicas, microprocesadores), almacenamiento (discos), redes (interruptores, transceptores, cables), software, productos para impresión, computadoras personales, etc.

Figura 68


La Figura 69 muestra la actividad inventiva que se ha estado protegiendo a nivel mundial en el sector de Comunicación Industrial en los últimos 10 años, por ejemplo:

Comunicación, control, transmisión de datos, métodos

50 Cisco Technology Inc., con acceso en: http://www.cisco.com/ 51 IBM, con acceso en: www.IBM.com

83

Comunicación Ethernet, control, redes, sistemas por cable. Rede de Ethernet, switch de Ethernet.

Figura 69


Las organizaciones intensivas en conocimiento colaboran directa e indirectamente entre sí, fundamentando sus sinergias en el desarrollo de métodos, procesos, productos, etc. En la Figura 70 se observan siete grupos integrados por empresas e inventores que colaboran en desarrollos tecnológicos para el sector de Comunicación Industrial. Destaca la participación de las siguientes empresas:

Collaboration Properties Inc. (EUA). Wireless Knowledge (EUA). Seven Networks Inc. (EUA) Starent Networks Corp. (EUA) Alcatel Lucent (Francia)

84

Figura 70 Alianzas y Redes de Organizaciones para el Desarrollo en Comunicación Industrial


A nivel de conformación de equipos de colaboración para el desarrollo y protección de la actividad inventiva en Comunicación Industrial, en la Figura 71 destaca el liderazgo natural de los siguientes inventores:

Diab Wael W. (EUA) Powell S. Lee Hyeong H. (Corea) Allan D. Lee Min-Hyo (Corea) Oh Yu-Je (Corea) Yu Yang (China)

85

Figura 71 Equipos de Colaboración Inventiva en Comunicación Industrial

86


Resumen



Periodo de análisis seleccionado: 1997- mayo 2012

Número de solicitantes identificados: 736 destacando Siemens Building Technologies AG (Alemania), Somfy SAS (Francia), Johnson Controls (EUA), entre otras empresas.



La actividad patentadora en el tema de Domótica presenta un crecimiento que inicia en 2006 y que se mantiene al 2011 (ver Figura 72). El incremento en la actividad patentadora está correlacionado con una amplia generación de proyectos científicos, en donde se identifican 552 artículos publicados en revistas con arbitraje internacional para el periodo 1997-2012, observándose una proyección que se mantiene creciente al 2011.

Figura 72

87


Uno de los aspectos de mayor relevancia en la economía del conocimiento es la consolidación de indicadores, las patentes son uno de los indicadores a considerar. En la Figura 73 se observa a los países líderes en la protección de desarrollos tecnológicos sobre Domótica, éstos son:

Estados Unidos Corea Francia Alemania China

Todos estos países también se encuentran entre los primeros diez lugares en la producción científica mundial, ubicándose en las siguientes posiciones: Estados Unidos-1º, Corea-2º, Francia-6º, Alemania-9º y China-7º.

Figura 73


El núcleo tecnológico de las invenciones de Domótica integra una amplia combinación de dominios tecnológicos. En la Figura 74 se observan las áreas de conocimiento de mayor relevancia asociadas a los desarrollos tecnológicos identificados para este sector.

88

Figura 74

Las áreas de conocimiento asociadas al desarrollo tecnológico de la Domótica, según el sistema jerárquico de símbolos de la Clasificación Internacional de Patentes, se muestran a continuación.

Símbolo completo de

CIP

Jerarquía de símbolos de la CIP

Sección Clase Subclase Grupo principal/Subgrupo

H04L 12/28 H: Electricidad

HO4: Técnica de las comunicaciones eléctricas.

H04L: Transmisión de información digital, p. ej. comunicación telegráfica.

H04L 12/28: Redes de datos de conmutación caracterizadas por la configuración de los enlaces, p. ej. redes locales (LAN), redes extendidas (WAN).

G05B 11/01 G: Física

G05: Control; regulación

G05B: Sistemas de control o de regulación en general; elementos funcionales de tales sistemas; dispositivos de monitorización o ensayos de tales sistemas o elementos.

G05B 11/01: Controladores automáticos eléctricos.

G05B 15/00 G05B 15/00: Sistemas controlados por un computador.

Elaboración con base en la publicación en internet de la Clasificación Internacional de Patentes (versión 2012.01).

89


Con respecto a la concentración industrial del sector de Domótica, la Figura 75 presenta a las empresas líderes a nivel mundial, en términos de la intensidad de su actividad patentadora.

Figura 75


Siemens Building Technologies AG52 (Alemania): La División “Siemens Building Technologies” (Tecnologías para Edificios de Siemens), ubicada en Zug, Suiza, es el líder mundial para el mercado de edificios eficientes energéticamente y seguros (“edificios verdes”) e infraestructuras. Como proveedor de servicios, integrador de sistemas, y vendedor de productos, “Building Technologies” tiene soluciones para automatización de edificios, calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), protección contra incendios y seguridad.

Somfy SAS53 (Francia): El Grupo está presente en 54 países, a través de una red de 68 subsidiarias y 51 agencias y sucursales en todo el mundo. Con siete plantas de producción, Somfy tiene una máquina industrial de montaje eficiente y reactiva. Su negocio se basa en el control automático de aperturas y cierres de casas y edificios. El grupo está innovando constantemente para una mayor comodidad y seguridad a la vez que contribuye al ahorro de energía.

Johnson Controls54 (EUA): La unidad de negocio de Eficiencia en Edificios proporciona equipos, controles y servicios de calefacción, ventilación, aire acondicionado, refrigeración y sistemas de

52 Siemens Building Technologies AG, con acceso en: https://www.swe.siemens.com/spain/web/es/ic/building_technologies/pages/default.aspx 53 Somfy, con acceso en: http://www.somfy.com/group/ 54 Johnson Controls, con acceso en: http://www.johnsoncontrols.com/content/us/en.html

90

seguridad. Ha participado en más de 500 proyectos de energía renovable, incluyendo tecnología solar, eólica y geotérmica.


La Figura 76 muestra la actividad inventiva que se ha estado protegiendo a nivel mundial en el sector de Domótica en los últimos 10 años, por ejemplo:

Métodos Sistemas de automatización Sistemas de automatización de casas Aparatos y dispositivo de automatización Sistemas de control Sistemas de automatización de edificios Seguridad

Figura 76


Las organizaciones intensivas en conocimiento colaboran directa e indirectamente entre sí, fundamentando sus sinergias en el desarrollo de métodos, procesos, productos, etc. En la Figura 77 se observan seis grupos identificados por su relevancia e integrados por empresas e inventores que colaboran en el desarrollo tecnológico de la Domótica, destacando la participación de las siguientes empresas:

Samsung Electronics Co. LTD Somfy SAS (Francia)

91

Siemens Industry Inc (EUA) / Siemens Building Tech AG (EUA) Johnson Controls Tech Co (EUA) American Standard International (EUA) Optimum Energy LLC (EUA)

Figura 77 Alianzas y Redes de Organizaciones para el Desarrollo en Domótica


A nivel de conformación de equipos de colaboración para el desarrollo y protección de la actividad inventiva en Domótica, destaca el liderazgo natural de los siguientes inventores:

Mcfarland Norman (EUA) Nass Geoffrey (EUA) Songkakul Pornsak (EUA)

En la Figura 78 se observan cinco equipos de investigación identificados por su relevancia, uno de los cuales presenta una gran riqueza participativa de inventores de los Estados Unidos.

92

Figura 78 Equipos de Colaboración Inventiva en Domótica

93

2. Análisis tecnológico y competitivo

Esta sección describe los resultados obtenidos a partir del análisis competitivo de los sectores de Salud y Dispositivos Médicos, Dispositivos Móviles, Automatización Industrial, Comunicación Industrial o Ethernet, y Domótica, en base a su avance científico y tecnológico mundial y la identificación de elementos relevantes de mercado.

2.1 Análisis competitivo de los sectores de estudio en base a su avance científico y tecnológico mundial


Las actividades relacionadas con la innovación médica se están acelerando y es cada vez más importante debido a la demanda de mejores tratamientos y menos invasivos. Además existen otros dos determinantes de gran relevancia:

1. La población que envejece rápidamente en el mundo desarrollado y

2. Una población más grande a nivel mundial genera mayor capacidad de costear la atención médica avanzada.

La innovación médica que está ocurriendo a nivel global, se concentra en los ámbitos siguientes:

Diagnóstico farmacéutico y productos terapéuticos,

Imágenes quirúrgicas,

Procedimientos de intervención y

Dispositivos médicos.

Además el aumento en la comprensión de los procesos patológicos básicos abre aún más las oportunidades para los innovadores de dispositivos médicos.

Dispositivos Médicos

Los dispositivos médicos y de diagnóstico son cada vez más importante a la industria de la salud. El número de dispositivos aprobados por la FDA (Food Drug Administration de los Estados Unidos) se ha incrementado en un 52% en la última década. Estos dispositivos son cada vez más importante en la investigación farmacéutica e incluyen:

1. Imágenes de diagnóstico usado para monitorear las terapias, y

94

2. Dispositivos utilizados para administrar fármacos y pruebas diagnósticas para determinar si un paciente responderá a una terapia en particular.

Particularmente son importantes cuando se utilizan en conjunción con productos terapéuticos. Por ejemplo, agentes de contraste en dispositivos de imagen, pueden controlar o administrar agentes de tipo terapéutico. De igual forma los ensayos de diagnóstico pueden determinar si un producto terapéutico funcionará en un paciente. Esta última área incluye las terapias dirigidas y el diagnóstico en la que una prueba puede identificar cuando una terapia dirigida puede funcionar en un paciente en particular.

Fabricantes Líderes de Dispositivos Médicos

En el presente estudios se han identificado al menos 43 principales fabricantes a nivel mundial de dispositivos médicos. Se trata de los siguientes:

Angio Dynamics Life Technologies Stryker Inc Apollo Hospitals Manipal Hospitals Synovis Life Technologies Baxter International Medtronic Microline Surgical Synthes Biox Instruments Mikrotech National Science Vasomedical Global Boston Medical Device Navilyst Medical X-FAB Boston Scientific Novartis Silicon Foundries ChipDX PAA Laboratories AstraZeneca Concentric Medical Philips healthcare Cognizant ConvaTec PI (Physik Instrumente) DHL Supply Chain CQI Solutions Quality Systems (QSI) Dynex Technologies DaAn Gene Siemens Janco Inc Fast Growth Enterprises Sigma-Aldrich TranS1ZE Fortis Healthcare Signal Genetic s US Scientific GE healthcare Smith & Nephew Glaxo Global group Starion Instruments

Características relevantes actuales del mercado global de los dispositivos médicos:

El mercado mundial de dispositivos médicos alcanzará los US$ 350 mil millones para el año 2016.

El crecimiento en los países en desarrollo y la demanda de productos más baratos y más eficientes conducirá a un valor del mercado de US$ 350 millones en 2016.

Según Espicom Business Intelligence55, entre las perspectivas de la industria de dispositivos médicos en todo el mundo, pronostica que el mercado mundial crecerá un 5% anual hasta el año 2016.

China, India y Brasil son los países de más rápido crecimiento entre los países en desarrollo.

Emergen dos grandes jugadores como St. Judes y Medtronic los cuales ya expanden sus operaciones de dispositivos Médicos en la India.

55 http://www.espicom.com/ProdCat2.nsf/Product_Alt_URL_Lookup/medical_devices_worldwide?OpenDocument

http://www.espicom.com/ProdCat2.nsf/Product_Alt_URL_Lookup/medical_devices_worldwide?OpenDocument

95

Las empresas GE Healthcare y Boston Scientific ofertan dispositivos médicos dirigidos al mercado de China, debido al gran envejecimiento poblacional por el que atraviesa este país.


Los dispositivos móviles actualmente generan servicios convergentes atractivos tanto para consumidores, como para operadores que pueden ofrecer accesos a una amplia gama de redes y dispositivos. En el mercado de consumo final, la convergencia significa que cualesquier dispositivo móvil debe ser compatible con un conjunto mínimo de funcionalidades de hardware y software.

Con la innovación creciente, el mercado de hardware y software para los dispositivos móviles se enfoca a la convergencia de servicios comunes, y entre las tendencias de desarrollo tecnológico subyacentes que respaldan núcleos tecnológicos claves y de interés para la industria, éstos son los siguientes:

A. Crecimiento de en el Mercado de los sistemas operativos de alto nivel (HLOS56).

Actualmente, sistemas operativos de alto nivel, tales como Symbian, Microsoft Windows Mobile y Linux, se limitan a la gama de dispositivos móviles denominados teléfonos inteligentes, lo que representa el 15% del mercado mundial. Se espera que esta cifra aumente a entre 40% y 50%, debido a los siguientes factores:

Reducción rápida del costo de la memoria necesaria para almacenar y ejecutar los HLOS y sus aplicaciones.

Los operadores ofrecerán medios de comunicación complejos que brindan excelente servicio y que requieren de componentes de software reutilizables. Los HLOS brindan condiciones superiores para apoyar dichas funcionalidades (en este caso, superiores a los sistemas operativos embebidos de uso común) que se utilizan hoy en día, en una amplia gama de teléfonos móviles.

La velocidad de los procesadores de aplicaciones es cada vez mayor, y su eficacia de procesamiento se encuentra en los teléfonos inteligentes, pero se expande a una amplia gama de dispositivos móviles, lo que permite el soporte de aplicaciones del tipo HLOS. Al respecto, los procesadores ARM que se encuentra en casi el 100% de los productos de telefonía móvil, se espera que sean tres a cuatro veces más rápidos que la generación actual. Los teléfonos inteligentes han requerido tradicionalmente procesadores separados para manejar las aplicaciones independientes, la tendencia es realizar ambas funciones en un solo chip, y estarán integrados en un único procesador, reduciendo costos.

Los costos de licencias para HLOS se ha venido reduciendo, debido a la competencia entre Microsoft, Symbian y Linux.

56 Por sus siglas en ingles high-level operating systems

96

B. Los dispositivos especializados mantendrán su participación de mercado.

En el mercado de los dispositivos móviles se mantiene la tendencia por acumular más y más funcionalidad en un único dispositivo, es decir que una necesidad o reto tecnológico a futuro será el brindar soporte a todas las necesidades del usuario. A futuro los retos técnicos son los siguientes:

Los dispositivos dedicados a un único objetivo tiene más potencial de optimización, ya que el desarrollo se puede centrar en torno a un pequeño conjunto de características.

La interfaz de diseño de usuario, se torna cada vez más difícil y esto se debe en gran medida a que más características se le añaden a los dispositivos móviles; sin embargo, esto mejorará a medida que las tecnologías de interfaz de usuario sean mas flexibles y se integren mejoras, tales como gráficos vectoriales escalables y la generalización de teclados dinámicos.

C. Duración de batería.

La vida útil y duración de batería aún sigue siendo un importante reto, y los actuales desarrollos tecnológicos se concentran en mejorar la facilidad de uso asociado a la mayor preservación de vida de la batería. La demanda de mayor capacidad y uso de batería, esta impulsado por las características de uso siguientes:

El crecimiento de dispositivos móviles con elevada capacidad de almacenamiento y pantallas de alta resolución inducen al aumento del uso de aplicaciones multimedia, vídeos y de juego. Esto a su vez, demanda de mejoras en la capacidad de memoria y en garantizar considerablemente el consumo de energía total

Hoy en día las baterías ion-litio se siguen utilizando, y se prevé su uso en los siguientes años, sin embargo el actual incremente de mayor capacidad energética es superior a la capacidad de dichas baterías.

La duración de la batería seguirá siendo un problema para las multifuncionalidades que despliegan los dispositivos móviles, ya que el usuario puede agotar la batería mientras disfruta de un vídeo, lo que reduce la capacidad de hacer llamadas de voz, por ejemplo.

D. Crecimiento en la capacidad de almacenamiento de todos los dispositivos móviles.

Actualmente, existe una tendencia creciente en el uso de alta capacidad de memoria flash y discos duros en los teléfonos móviles, y la tendencia es que esto continuará debido a las razones siguientes:

Mayor competencia entre fabricantes de dispositivos móviles por ofrecer mayores capacidades de almacenamiento asociado a la oferta de características tales como cámaras multi-megapixel y video. Los fabricantes continuarán mejorando las tecnologías de almacenamiento y compitiendo por la mayor reducción del costo de la memoria.

Un atendencia general es el aumento de mayor capacidad de las tarjetas de memoria externas (por ejemplo, MMC, SD) asociado a la introducción de innovaciones tales como el uso de almacenamiento de alta capacidad en las tarjetas SIM.

97

E. Wi-Fi.

El Wi-Fi se convertirá en algo común en los dispositivos convergentes, las tendencias de desarrollo tecnológico están asociadas a los aspectos siguientes:

Las demandas actuales del requerimiento energético para los conjuntos de chips Wi-Fi actualmente reciben mayor atención por parte de los proveedores de chipset. Entre otros proveedores, RSE y Marvell generan nuevos desarrollos.

Soluciones innovadoras para la convivencia de múltiples interfaces han empezando a emerger, lo que significa una mejor rendimiento a futuro.

F. Servicio de alto contenido informacional y de marketing.

Los servicios de información que brindan los dispositivos móviles se verán fortalecidos a través de la mejora tecnológica de dispositivo almacenamiento y sincronización:

La gestión de derechos digitales esta basada en sistemas que operan a nivel de chip, cuyo contenido medio de cifrado puede ser descargado y almacenado a través del acceso rápido y ocasional, vía Wi-Fi.

Los actuales sistemas operan mediante una capa de inteligencia programable, de alta capacidad de almacenamiento, y serán capaces de brindar eficaz capacidad para utilizar una amplia gama de redes de acceso para sincronizar datos y proporcionar un rápido servicios de multimedia. Las tendencias apuntan a una amplia gama de nuevos dispositivos cuya convergencia se encuentra a punto.

A futuro, los consumidores podrán disfrutar aún mas de una amplia gama de servicios, que van desde los servicios tradicionales de voz y datos, hasta los más ricos y rápidos basados en servicios de multimedia y donde quiera que el usuario se encuentre.

El desarrollo tecnológico futuro que significa que la convergencia juega un papel clave en la estructura del mercado actual y a futuro. La definición de un servicio convergente desde la perspectiva de los dispositivos móviles, significa un servicio que se puede accesar por un usuario a través de redes de acceso múltiple y desde múltiples dispositivos. Los dispositivos son el punto de interacción clave entre un consumidor y un proveedor de servicios convergentes. El dispositivo móvil de futuro deberá ser capaz de manejar la complejidad técnica de los servicios convergentes, y presentar una experiencia consistente para el usuario final.

La convergencia a través de dispositivos móviles ofrece nuevas oportunidades para los operadores ofrecer servicios únicos y atractivas para los usuarios, y permite a los consumidores experimentar una amplia gama de servicios de calidad en su dispositivo móvil.


Una de las ramas de la industria de tecnologías de información y comunicación es el segmento de la automatización industrial, que en la actualidad presenta una mezcla de tecnologías estandarizadas y

98

cuyo objetivo es el control de la supervisión y la adquisición de datos (SCADA57). SCADA se emplea en edificios, aunque su aplicación fundamentalmente se concentra tanto en el sector secundario, o industria de la transformación (como petróleo y gas, y otras industrias), como en el sector de los servicios. En general, el propósito tecnológico de la automatización industrial es trabajar de manera eficiente y proporcionar un alto retorno sobre la inversión.

Con el desarrollo de la tecnología de la automatización industrial, la limitación de la red tradicional de cable de control se ha convertido cada vez más prominente. En consecuencia, el establecimiento de redes de datos fiables y su transmisión se convierte en una demanda crítica a nivel de industria.

Son cada vez más las organizaciones que desarrollan aplicaciones de monitoreo y control en entornos de edificios industriales y comerciales a través del desarrollo tecnológico de las tecnologías inalámbricas. Esto significa ahorro en costos de cableado y de instalación, además de permitir un despliegue más flexible de los sistemas.

La tecnología de red inalámbrica provee un costo efectivo menor y soporta velocidades de datos eficientes, además de menor consumo de energía, seguridad y fiabilidad. Actualmente, el Mercado de la Automatización Industrial se caracteriza por:

Requisitos estrictos sobre equipamiento con características ambientales.

Especificación de cumplimiento obligatorio para soporte.

Exigencia de una vida útil de la batería durante varios años (por cada nodo).

Tendencia a aumentar velocidad de transmisión de datos y transmisión gama.

Especificaciones estrictas para apoyar las comunicaciones seguras.

El actual mercado demanda de unificar los esfuerzos de la industria, y actualmente existen varias organizaciones globales que contribuyen al proceso de normalización en este segmento.

Tecnologías relacionadas a la Automatización Industrial.

Actualmente existen desarrollos tecnológicos que específicamente apoyan el progreso de la automatización industrial, o bien se han adaptando para dinamizar el desempeño de la automatización industrial. Entre las tecnologías asociadas al propósito anterior se encuentran las siguientes normas y aplicaciones:

Wireless Mesh networks Ultra wideband Bluetooth Wi-Fi ISA100.11a Wireless Hart.

Estructura del Mercado Industrial 57 acrónimo de Supervisory Control And Data Acquisition

99

Entre las empresas dominantes del Mercado se han identificado las siguientes:

ABB Aruba Networks Telematics Wireless AwiaTech BelAir Adquirida por Ericsson Tranzeo Emerson Cisco Trilliant Dust Networks CRL Sweden Qualcomm - Atheros E-Senza Dust Networks Qorvus MacTek Digi Trango Broadband Phoenix Contact Honeywell Tropos Pepperl Fuchs IWT 3eTI Siemens IPMobileNet Aerocomm Honeywell FireTide Apprion Nivis MeshDynamics Cirronet Yokogawa Millennial Net Data-Linc Bluegiga Motorola Solutions Digi Cambridge Consultants Northrop Grumman MDS CSR Proxim Moxa Libelium Ruckus Omnex Panasonic Strix ProSoft

D. Sector de Comunicación Industrial (Ethernet)

El uso de Ethernet Industrial es el soporte de la comunicación en tiempo real en una organización, a través de soluciones que permiten el comportamiento determinístico requerido en la comunicación en tiempo real, la sincronización de actividades, y el intercambio de registros de datos de acciones de control y seguimiento.

La tecnología inalámbrica sigue evolucionando para el mercado industrial, sin embargo, hay varios problemas y retos que deben abordarse para asegurar una implementación exitosa.

El desarrollo de la tecnología inalámbrica y las normas que se aplican actualmente a las aplicaciones industriales son un reto y deben considerar drivers asociados de diseño y metodología.

El uso estándar de Ethernet con protocolos de automatización y su uso con la tecnología inalámbrica proveen actualmente de numerosas áreas potenciales para aplicaciones inalámbricas que incluyen aplicaciones de detección, información, control y seguridad, sustentado en las ventajas derivadas de la movilidad, la sustitución de los cables y las oportunidades de seguimiento.

Los desafíos de mercado están directamente asociados a la interferencia entre la cobertura, compatibilidad, y seguridad. Por supuesto, la seguridad y el costo son necesarios abordarlos para garantizar una implementación exitosa. El uso de componentes comerciales inalámbricos que cumplan con el estándar de Ethernet conjuntamente con los protocolos de automatización, son requisito indispensable para maximizar las aplicaciones de red de área local inalámbrica (WLAN) de mercado.

100

Actualmente aún no es factible la idea de una fábrica totalmente inalámbrica, sin embargo existen requisitos, tales como proveer de energía para los dispositivos. Actualmente, los desarrollos en las tecnologías inalámbricas amplían su alcance fundamentado en normas, en particular, las aplicables a las aplicaciones industriales.

La oportunidad de utilizar la combinación de un protocolo de automatización, sin modificar Ethernet e inalámbricas ofrece beneficios potenciales de costos, flexibilidad, y soluciones innovadoras, a la vez que proporciona un rendimiento y las ventajas de costos que se encuentran en el mercado global de WLAN.

Actualmente, la comunicación industrial demanda de redes que sean más fáciles de administrar y con mayor ancho de banda, aplicaciones intensivas de almacenamiento, red de distribución de energía eléctrica inteligente, comunicación inalámbrica y por cable para la interconexión de productos, sistemas de seguridad para la protección de ataques criptográficos, así como puntos de acceso a banda ancha para manejo de grandes volúmenes de tráfico de datos, voz y video a gran velocidad.

E. Sector de Domótica

La automatización de hogares (Domótica) abarca cualquier dispositivo que ofrece un control automático de las funciones del hogar. La domótica puede incluir control centralizado de la iluminación, HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado), los electrodomésticos inteligentes, y otros sistemas, para proporcionar mayor comodidad, confort, eficiencia energética y seguridad.

Además de aumentar el nivel de vida y la inclinación hacia una vida más cómoda, la automatización del hogar y los productos de sistemas de control también han abordado el tema de ahorro de energía, el cual puede llegar a ser hasta de un 80%, a través de productos como los controles de iluminación. El control del entretenimiento ha dominado todos los productos de domótica del mercado ya que se ha convertido en una parte importante de la vida de todos los individuos.

Los sistemas más susceptibles de ser automatizados son: termostatos, electrodomésticos, sistemas de calefacción y refrigeración, televisión, música y video, alarmas de seguridad y sistemas de monitoreo, monitores de atención médica en el hogar, alarmas y dispositivos de comunicación.

Los proveedores de energía que ofrecen medidores de energía inteligentes están encontrando una ventaja competitiva. Cuando las personas saben más sobre su uso de energía en el hogar, cambian su comportamiento e incorporar la eficiencia energética. Los medidores inteligentes ya están en el 85% de los hogares estadounidenses, y la empresa GE espera que los medidores inteligentes estén en todos los hogares de Estados Unidos para el 2019. Con respecto al segmento de hogar inteligente (entretenimiento, seguridad y cuidado de la salud), los cambios demográficos y la escasez cada vez mayor de profesionales de la salud están creando enormes oportunidades de mercado en tecnologías de la salud en el hogar en donde los pacientes bajo supervisión pueden utilizar equipos y dispositivos médicos para hacer sus propias mediciones de signos vitales)58 .

58 “The Future of Home Automation”, Business Insights, abril 2011.

101

Uno de los impulsores importante en la Domótica son los protocolos de automatización. El mercado de la automatización del hogar y de los sistemas de control están alcanzando las normas, protocolos y sistemas de distribución de datos, los cuales permiten a las estructuras de control de automatización del hogar, tales como los sistemas de seguridad y sistemas de iluminación, interactuar e integrarse entre sí. La Domótica y los sistemas de control que se iniciaron con la tecnología de cable han entrado en la era de la tecnología inalámbrica con tecnologías como Zigbee, Z-Wave, EnOcean, y otros por venir.

Las tarifas de energía eléctrica, el Internet de alta velocidad, la demanda de soluciones de eficiencia energética, el aumento de la seguridad a través de la automatización del hogar y sistemas de control, el financiamiento de capital de riesgo para estimular el mercado, y más demanda de comodidad en los sistemas existentes son otros impulsores importantes del mercado de la Domótica.

A continuación se enlistan algunos de los principales fabricantes en Domótica59

ABB Ltd.

Abilia AB

Ameba Group, Inc.

AMX Corporation

Control4

Creston Electronics, Inc.

GE Security

Haier Group

Home Automation, Inc.

Honeywell International, Inc.

Lightolier Controls

Lite Touch, Inc.

Lutron Electronics, Inc.

Monster Cable Products, Inc.

Schneider Electric Ltd.

Clipsal Australia Pty Ltd.

Secant Home Automation, Inc.

Siemens AG

SmartHome Controls Ltd.

Smarthome, Inc.

Teletask, Vantage Controls, Inc.

VITY Technology

White-Rodgers

Mercado global de la Domótica

El mercado de la automatización del hogar y de los sistemas de control se estima que generó US$16,888.27 millones en 2011 y se espera que genere US$35,627.83 millones en 2016 a una tasa compuesta anual de crecimiento (Compound annual growth rate, CAGR) de 16.1% entre el 2011 al 2016.60

El mercado de automatización de edificios y sistemas de control se estima que generará US$41,234 millones en 2011 y se espera que genere US$82,137 millones en 2016 a una CAGR estimada de 14.8% entre el 2011 al 2016.61

El mercado de Estados Unidos para los dispositivos y sistemas de automatización del hogar se estimó en US$3.2 mil millones en 2010. Se espera que crezca a casi US$ 3.4 mil millones en 2011. A largo plazo, es decir, de 2011 a 2016, se prevé un fuerte crecimiento renovado en el mercado de

59 Reporte de mercado “Global Home Automation Industry”, Global Industry Analysts, septiembre 2010. 60 Reporte de mercado “Global Home Automation and Control Systems Market by Products and Technologies (2011-2016)”, Markets & Markets, septiembre 2011. 61 Reporte de Mercado “Global Building Automation and Control Systems Market”, M&M, septiembre 2011.

102

automatización del hogar, que se espera supere los US$5.5 mil millones en 2016, a una CAGR de 10.5% entre 2011 y 2016.62

En Estados Unidos los sistemas de iluminación, entretenimiento en el hogar, y seguridad representó en 2010 casi el 58% del mercado de la automatización de casas, en 2011 fue de US$2.1 mil millones y se estima que para el 2016 será de US$3,8 mil millones con una CAGR de 12.2%. Los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) y gestión de la energía representan el 42% restante del mercado en Estados Unidos. Se espera llegar a US$1,700 millones para el 2016 a una CAGR de 7.4% entre 2011 y 2016.63

62 Reporte de Mercado “Home Automation and Security Technologies, Products, and Markets”, BCC, agosto 2011. 63 Reporte de Mercado “Home Automation and Security Technologies, Products, and Markets”, BCC, agosto 2011.

103

2.2 Exploración de capacidades y fortalezas en México


Participación de México en la producción científica mundial

México se encuentra en el lugar 31 en la producción científica mundial sobre Salud y Dispositivos Médicos. Para el periodo 2010-2012 se identificaron 3 publicaciones, todas ellas del 2011, las cuales se detallan en el siguiente Diagrama.

Diagrama - Participación de México en la producción científica mundial sobre Salud y Dispositivos Médicos (2010-2012).

RESUMEN REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA INSTITUCIONES PARTICIPANTES

This work presents the methodology to design a small imaging unit in a small regional hospital that takes into account the real imaging needs in the region regardless of current administrative guidelines. The situation of the imaging facilities in Mexico's states is studied and compared with other countries, and a project plan is designed for the specific state (Guerrero) where the clinic is to be located. The proposal includes the acquisition of a basic suite of modalities that include an ultrasound system, a mammography unit, and a conventional X-ray system in addition to a CT system that is not available anywhere within the state. The system should be primarily digital and should incorporate a simple picture archiving and communications system that can be the basis of a future telemedicine unit. The conclusion of this study also proposes changes in the segmented and pyramidal structure of the Mexican health system in order to provide higher quality care at the lower level, to reduce bottlenecks, and to provide higher quality health care near the patient's home.

Azpiroz-Leehan, Joaquín, Martínez Licona, Fabiola, Cadena Méndez, Miguel, “Imaging Facilities for Basic Medical Units: A Case in the State of Guerrero, Mexico”, Journal of Digital Imaging, Vol. 24, Núm. 5, pp 857-863, octubre 2011.

Univ Autonoma Metropolitana - Unidad Iztapalapa, Dept Elect Engn (México).

Verbal autopsy methods are critically important for evaluating the leading causes of death in populations without adequate vital registration systems. With a myriad of analytical and data collection approaches, it is essential to create a high quality validation dataset from different populations to evaluate comparative method performance and make recommendations for future verbal autopsy implementation. This study was undertaken to compile a set of strictly defined gold standard deaths for which verbal autopsies were collected to validate the accuracy of different methods of verbal autopsy cause of death assignment. Data collection was implemented in six sites in four countries: Andhra Pradesh, India; Bohol, Philippines; Dar es Salaam, Tanzania; Mexico City, Mexico; Pemba Island, Tanzania; and Uttar Pradesh, India. The Population Health Metrics Research Consortium (PHMRC) developed stringent diagnostic criteria

Murray, CJL, Gómez, Sara, Hernández, Bernardo, Ramírez-Villalobos, Dolores, Romero, Minerva, et al, “Population Health Metrics Research Consortium gold standard verbal autopsy validation study: design, implementation, and development of analysis datasets”, Population Health Metrics, Vol. 9, pp 27-27, Agosto 2011.

Univ Washington, Inst Hlth Metr & Evaluat (Seattle, WA, EUA), Univ Queensland, Sch Populat Hlth (Brisbane, Qld, Australia), Johns Hopkins Univ, Bloomberg Sch Publ Hlth (Baltimore, MD, EUA), Community Empowerment Lab (Shivgarh, India), INCLEN Trust Int (Nueva Deli, India), Publ Hlth Lab IdC (Pemba, Tanzania), Publ Hlth Fdn India (Nueva Deli, India), Brigham & Womens Hosp (Boston, MA, EUA), CSM Med Univ, Lucknow (Uttar Pradesh, India), Harvard Univ, Sch Publ Hlth (Boston, MA, EUA), Natl

104

including laboratory, pathology, and medical imaging findings to identify gold standard deaths in health facilities as well as an enhanced verbal autopsy instrument based on World Health Organization (WHO) standards. A cause list was constructed based on the WHO Global Burden of Disease estimates of the leading causes of death, potential to identify unique signs and symptoms, and the likely existence of sufficient medical technology to ascertain gold standard cases. Blinded verbal autopsies were collected on all gold standard deaths. Over 12,000 verbal autopsies on deaths with gold standard diagnoses were collected (7,836 adults, 2,075 children, 1,629 neonates, and 1,002 stillbirths). Difficulties in finding sufficient cases to meet gold standard criteria as well as problems with misclassification for certain causes meant that the target list of causes for analysis was reduced to 34 for adults, 21 for children, and 10 for neonates, excluding stillbirths. To ensure strict independence for the validation of methods and assessment of comparative performance, 500 test-train datasets were created from the universe of cases, covering a range of cause-specific compositions. This unique, robust validation dataset will allow scholars to evaluate the performance of different verbal autopsy analytic methods as well as instrument design. This dataset can be used to inform the implementation of verbal autopsies to more reliably ascertain cause of death in national health information systems.

Inst Publ Hlth (Morelos, México), George Inst Global Hlth (Camperdown, NSW, Australia), Res Inst Trop Med (Manila, Filipinas), Cornell Univ, Div Nutr Sci (Ithaca, NY, EUA), George Inst Global Hlth (Andhra Pradesh, India), Muhimbili Univ Hlth & Allied Sci, (Dar Es Salaam, Tanzania).

Applications of nanotechnology are touching almost every aspect of modern life. The increased use of engineered nanomaterials (ENMs) in consumer products, chemical and medical equipment, information technology, and energy, among others, has increased the number of publications (informative and scientific) on ENMs. By the 1950s. very few papers were committed to nanomaterials (NMs), but in 2009, more than 80,000 journal articles included the concept nanotechnology. The objective of this review is to compile and analyze publications on NMs in the biennium 2008-2010. This review includes the most recent publications in risk assessment/toxicity, characterization and stability, toxicity, fate and transport of NMs in terrestrial ecosystems, and new ENMs. Carbon nanotubes, metallic, metal oxides and hydroxides nanoparticles, quantum dots, and polystyrene NPs are included.

Peralta-Videa, JR., de la Rosa, Guadalupe, et al, “Nanomaterials and the environment: A review for the biennium 2008-2010”, Journal of Hazardous Materials, Vol. 186, Núm. 1, pp 1-15, febrero 2011.

Univ Texas El Paso, Dept Chem / Environm Sci & Engn PhD Program (El Paso, TX, EUA), Univ Puerto Rico, Dept Chem (Mayaguez, EUA), Univ Guanajuato, Div Ciencias & Ingn (Gto, México).

Elaboración con información de Thomson Reuters Web of Knowledge SM, Abril 2012.

Las instituciones mexicanas que participan en las publicaciones son:

Universidad Autónoma Metropolitana (UAM-Iztapalapa), a través del Departamento de Ingeniería Eléctrica.

Instituto Nacional de Salud Pública (INSP).

105

Universidad de Guanajuato, a través de la División de Ciencias e Ingeniería.

En total son ocho los investigadores mexicanos que colaboran en las publicaciones: 3 participantes de la UAM, 4 participantes de INSP, y 1 participante de la Universidad de Guanajuato.

Las publicaciones científicas de México sobre Salud y Dispositivos Médicos se enfocan principalmente a:

El diseño de instalaciones de imagen para unidades médicas básicas.

El desarrollo de criterios de diagnóstico que incluyen hallazgos encontrados en imágenes médicas para identificar las muertes estándar en centros de salud.

El estudio sobre el uso de nanomateriales en equipos médicos.



México se encuentra en el lugar 42 en la producción científica mundial sobre Dispositivos Móviles. Para el periodo 2010-2012 se identificaron 9 publicaciones, mismas que se detallan en el siguiente Diagrama.

Diagrama - Participación de México en la producción científica mundial sobre Dispositivos Móviles (2010-2012).


The focus of this symposium was worldwide prevention of chronic disease through the use of inexpensive Internet pathways, as demonstrated with the Supercourse project, and other initiatives, including promoting mobile phone technology (m-health). This symposium highlighted the need to use the Supercourse to prevent cancer and other chronic diseases. It also highlighted several components of the Supercourse library, including the former Soviet Union network, the Latin American network, and some other initiatives. (C) 2011 The Royal Society for Public Health. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Linkov, F., Shubnikov, E., Padilla, N., McCallum, A., LaPorte, R., “Chronic disease epidemiology, cancer and mobile global approaches to disease prevention”, Public Health, Vol.: 126, Núm. 3, pp 206-209, marzo 2012.

Univ Pittsburgh, Inst Canc, Div Canc Prevent & Populat Sci (Pittsburgh, EUA); Inst Internal Med (Novosibirsk, Rusia); Univ Guanajuato (Celaya, México); NHS Lothian, Edinburgh (Midlothian, Escocia); Univ Pittsburgh, Grad Sch Publ Hlth, Inst Canc, Dept Epidemiol (Pittsburgh, EUA).

Emergency healthcare is one of the emerging application domains for information services, which requires highly multimodal information services. The time of consuming pre-hospital emergency process is critical. Therefore, the minimization of required time for providing primary care and consultation to patients is one of the crucial factors when trying to improve the healthcare delivery in emergency situations. In this sense, dynamic location of medical entities is a complex process that needs time and it can be critical when a person requires medical attention. This work presents a multimodal location-based system for locating and assigning medical entities called ITOHealth. ITOHealth provides a multimodal middleware-oriented integrated architecture using a service-oriented architecture in

Alor-Hernandez, Giner, Sanchez-Cervantes, JL., Juarez-Martinez, U., Posada-Gomez, R., Cortes-Robles, G., Aguilar-Laserre, AA., “ITOHealth: a multimodal middleware-oriented integrated architecture for discovering medical entities”, Informatics for Health & Social Care, Vol. 37, Núm. 2, pp 74-91, marzo 2012.

Inst Tecnol Orizaba, Div Res & Postgrad Studies (Orizaba, Mexico).

106

order to provide information of medical entities in mobile devices and web browsers with enriched interfaces providing multimodality support. ITOHealth's multimodality is based on the use of Microsoft Agent Characters, the integration of natural language voice to the characters, the multi-language and multi-characters support providing an advantage for users with visual impairments. The linear ordering problem with cumulative costs (LOPCC) is a variant of the well-known linear ordering problem, in which a cumulative propagation makes the objective function highly non-linear. The LOPCC has been recently introduced in the context of mobile-phone telecommunications. In this paper we propose two metaheuristic methods for this NP-hard problem. The first one is based on the GRASP methodology, while the second one implements an Iterated Greedy-Strategic Oscillation procedure. We also propose a post-processing based on Path Relinking to obtain improved outcomes. We compare our methods with the state-of-the-art procedures on a set of 218 previously reported instances. The comparison favors the Iterated Greedy - Strategic Oscillation with the Path Relinking post-processing, which is able to identify 87 new best objective function values. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Duarte, A., Marti, R., Alvarez, Ada, Angel-Bello, Francisco, “Metaheuristics for the linear ordering problem with cumulative costs”, European Journal of Operational Research, Vol. 216, Núm. 2, pp 270-277, Enero 2012.

Univ Valencia, Dept Estadist & Invest Operativa (Valencia, España), Univ Rey Juan Carlos, Dept Ciencias Computac (Mostoles, España), Univ Autonoma Nuevo León, Programa Postgrad Ingn Sistemas (México), Tecnol Monterrey, Dept Ingn Ind & Sistemas (México).

Mobile devices are highly portable, easily distributable, substantially affordable, and have the potential to be pedagogically complementary resources in education. This study, incorporating mixed method analyses, discusses the implications of a mobile learning technology-based learning model in two public primary schools near the Mexico-USA border in the state of Baja California, Mexico. One school was located in an urban slum and the other in a rural village community. Empirical and ethnographic data were collected through a series of achievement tests, observations, surveys, and interviews involving 160 s grade school children recruited by convenience sampling. The general technology infrastructure, distinctive features of mobile learning to supplement literacy development, profound contextual phenomena arising from the two uniquely underserved communities, and social factors possibly influencing the educational experiences are discussed. The findings suggest that students in the rural village, seriously lacking educational resources and technology exposure, may have benefited substantially more from mobile technologies than urban school students possibly due to their relatively higher socio-economic status and higher parental involvement and interest in education. In contrast, there was no evidence of interaction with parental education levels, the experience of teachers or school principals, or the teacher's perception or preparation of the technology. Overall, the mobile learning technology adoption was rapid, seamless, and actively driven by the students rather than the teacher. The challenges of the phenomenal migratory nature of most families in this unique geographical region are also discussed to benefit

Kim, P., Hagashi, Teresita, Carillo, Laura, Gonzales, I., Makany, T., Lee, B., Garate, Alberto, “Socioeconomic strata, mobile technology, and education: a comparative analysis”, ETR&D Educational Technology Research and Development, Vol. 59, Núm. 4, pp 465-486, agosto 2011.

Stanford Univ (Stanford, CA, EUA), CETYS Univ (Mexicali, BC, México).

107

future studies. This paper presents a Web 2.0 Learning Environment, for a systematic creation of adaptive and intelligent tutoring systems. Authoring contents is made by a community of users including teachers and students. The tutoring systems adapt the contents according to the best learning style using self-organizing maps (SOMs). The SOM was trained for classifying Felder-Silverman learning styles. The most important advantage of these unsupervised neural networks is that they do not require an external teacher for presenting a training set. The approach was implemented under an authoring tool that allows the production of personalized learning material to be used under collaborative and mobile learning environments. The tutoring systems together with the neural network can also be exported to mobile devices. We present different results to the approach working under the authoring tool. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Zatarain Cabada, Ramón, Barrón Estrada, María Lucía, Reyes García, Carlos Alberto, “EDUCA: A web 2.0 authoring tool for developing adaptive and intelligent tutoring systems using a Kohonen network”, Expert Systems with Applications, Vol. 38, Núm. 8, pp 9522, agosto 2011.

Instituto Tecnológico de Culiacán (Sinaloa, México), INAOE (Puebla, México).

This paper deals with distributed creation and maintaining of ad hoc networks including diverse wireless devices, namely sensors, PDA, cell phones, and video games consoles. A cluster-based self-organizing strategy is proposed for building a backbone among the mobile devices, detecting segmentation, and recovery. In this approach, each mobile device is controlled by a multi-role agent which performs these tasks efficiently based only on local interactions; role management allows the backbone reconfiguration when the nodes leave or arrive to the network yielding a complex global emergent behavior. Energy saving is achieved by adapting the time interval and power of transmission after the network formation. Simulations showed that the distributed algorithms performance is close to that obtained by an optimizing global procedure.

Olascuaga-Cabrera, Guadalupe, López-Mellado, Ernesto, Méndez-Vázquez, Andrés, Ramos-Corchado, Francisco Félix, “A Self-Organization Algorithm for Robust Networking of Wireless Devices”, IEEE Sensors Journal, Vol. 11, Núm. 3, pp 771-780, marzo 2011.

CINVESTAV, Unidad Guadalajara (Jalisco, México).

Electromagnetic fields (EMFs) played a role in the initiation of living systems, as well as subsequent evolution. The more recent literature on electrochemistry is documented, as well as magnetism. The large numbers of reports on interaction with living systems and the consequences are presented. An important aspect is involvement with cell signaling and resultant effects in which numerous signaling pathways participate. Much research has been devoted to the influence of man-made EMFs, e. g., from cell phones and electrical lines, on human health. The degree of seriousness is unresolved at present. The relationship of EMFs to reactive oxygen species (ROS) and oxidative stress (OS) is discussed. There is evidence that indicates a relationship involving EMFs, ROS, and OS with toxic effects. Various articles deal with the beneficial aspects of antioxidants (AOs) in countering the harmful influence from ROS-OS associated with EMFs. EMFs are useful in medicine, as indicated by healing bone fractures. Beneficial effects are recorded from electrical treatment of patients with Parkinson's disease, depression, and cancer.

Kovacic, Peter, Somanathan, Ratnasamy, “Electromagnetic fields: mechanism, cell signaling, other bioprocesses, toxicity, radicals, antioxidants and beneficial effects”, Journal of Receptors and Signal Transduction, Vol. 30, Núm. 4, pp 214-226, agosto 2010.

San Diego State Univ, Dept Chem (San Diego, CA, EUA), Inst Tecnol Tijuana, Ctr Grad & Invest (Tijuana, BC, México).

Background: Emerging technology, such as an artificial pancreatic beta-cell, is not likely to be affordable to

Campos-Cornejo, Fabiola, Campos-Delgado, Daniel U.,

Autonomous Univ San Luis Potosi, Fac Ciencias / Ctr Res &

108

people who live in developing nations in the next 20-30 years. However, multiple-daily injection (MDI) therapy can be improved using similar advanced control algorithms designed for continuous glucose monitoring and continuous insulin infusion pumps. Results: Optimal glycemic control has been achieved for both cases (a and b) despite variable meals (15% variation in carbohydrate content and 15-min variation in timing) and parametric variations in the glucose-insulin model. In Case (b), no profound hypoglycemic (< 60 mg/dL) or hyperglycemic (> 180 mg/dL) events were observed on average during all evaluations. Conclusions: This work shows that the run-to-run framework for insulin updating can be successfully extended to an adaptive MDI protocol. These results motivate the practical implementation of this scheme in portable units such as personal digital assistants or smartphones.

Espinoza-Trejo, Diego, Zisser, H., Jovanovic, L., Doyle, F.J., Dassau, E., “An Advisory Protocol for Rapid- and Slow-Acting Insulin Therapy Based on a Run-to-Run Methodology”, Diabetes Technology & Therapeutics, Vol. 12, Núm. 7, pp 555-565, Julio 2010.

Grad Studies, Fac Engn (México), Univ Calif Santa Barbara, Dept Chem Engn / Biomol Sci & Engn Program (Santa Barbara, CA, EUA), Sansum Diabet Res Inst (Santa Barbara, CA, EUA).

The rapid growth of cellular mobile technology in recent years, coupled with the explosive growth of the Internet, has significantly increased the demand for wireless data services. Traffic on mobile devices is expected to be a mix of real-time traffic such as video, voice, and data, with users requiring diverse quality of service (QoS) guarantees for different types of traffic (video, voice and data). One of the primary challenges of providing QoS is how to prioritize and allocate network resources among contending applications. In order to achieve these goals, a scheduling scheme that can provide equitable and effective packet routing is required. This paper proposes a scheduling scheme called remote queuing multiple access-code division multiple access (RQMA-CDMA), whose purpose is to equitably assign bandwidth resources with QoS guarantees to different mobile devices. RQMA-CDMA is a rate scheduling scheme that can be used to assign bandwidth resources in conjunction with GPS (generalized processor sharing). Additionally, we analyze an admission control that is based on signal to interference plus noise ratio (SINR) for multimedia traffic. Finally, the performance of RQMA-CDMA is evaluated and compared to schemes based on CDMA-GPS according to dropped packets, delay, and throughput. (C) 2009 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Méndez, Aldo, Aquino, Raúl, Covarrubias, David, Panduro, Marco, “Performance evaluation of the RQMA-CDMA scheme for multimedia traffic with QoS guarantees”, AEU-International Journal of Electronics and Communications, Vol. 64, Núm. 10, pp 916-923, 2010.

Autonomous Univ Tamaulipas, Unidad Acad Multidisciplinaria (Tamaulipas, México), Univ Colima (México), CICESE Res Ctr (California, México).


En total son 27 los investigadores mexicanos que colaboran conjuntamente con investigadores de diversas instituciones extranjeras. Las instituciones mexicanas que participan en las publicaciones son:

Universidad de Guanajuato Instituto Tecnológico de Orizaba Universidad Autónoma de Nuevo León Tecnológico de Monterrey CETYS Universidad Instituto Tecnológico de Culiacán

109

CINVESTAV-Unidad Guadalajara Instituto Tecnológico de Tijuana Universidad Autónoma de San Luis Potosí Universidad Autónoma de Tamaulipas Universidad de Colima CICESE

Las publicaciones científicas de México sobre Dispositivos Móviles se enfocan principalmente a:

Estudios para la prevención de enfermedades crónicas a través del uso de las vías de Internet de bajo costo, incluyendo la promoción de la tecnología del teléfono móvil (m-salud).

Sistema basado en la localización multimodal para proporcionar información de las entidades médicas en los dispositivos móviles y navegadores web con interfaces enriquecidas que prestan apoyo multimodal.

Métodos para analizar el modelo de aprendizaje basado en tecnología de dispositivos móviles escuelas públicas de primaria de la frontera México-Estados Unidos, como un recurso pedagógico complementario en la educación.

Ambiente de aprendizaje para la creación sistemática de sistemas inteligentes de tutoría que se pueden exportar a dispositivos móviles junto con la red neuronal.

Algoritmo de auto-organización de una red robusta de dispositivos inalámbricos como: sensores, PDA, teléfonos celulares y consolas de videojuegos.

Estudio del efecto de los campos electromagnéticos (teléfonos celulares) en la salud humana.

Monitoreo continuo de glucosa y bombas de infusión continua de insulina y su posible aplicación práctica en unidades portátiles como asistentes personales digitales o teléfonos inteligentes.

Esquema de planificación para asignar equitativamente los recursos de ancho de banda, con garantías de calidad de servicio, a los diferentes dispositivos móviles.

110



México se encuentra en el lugar 26 en la producción científica mundial sobre Automatización Industrial. Para el periodo 2010-2012 se identificó solamente una publicación del 2010, la cual se detalla en el siguiente Diagrama.

Diagrama - Participación de México en la producción científica mundial sobre Automatización Industrial (2010-2012).


High speed and high precision on computer numerically controlled (CNC) machines are major issues for most industrial automation processes. Among the most important factors for precise motion control are the control law, the controller implementation, and the profile reference. The effects of the control law and controller implementation on the tracking error in CNC machines have been widely studied, while the issue of profile reference has not received the required attention. To improve the dynamics provided by the conventional profile reference, several techniques have been proposed, focusing on peak jerk limitation. The novelty of this work is to develop a generalized methodology designed for producing dynamically constrained higher degree piecewise polynomial profiles, without limits in maximum polynomial degrees. They lead to define in an arbitrary way the dynamics shape, while the peak dynamics values constrained are maintained in order to improve the tracking error on CNC systems and giving the possibility to design fully dynamic-controlled trajectories. For experimentation purposes, a two-axis proportional-integral-derivative controller and profile reference generator are implemented in a low-cost field programmable gate array. The experimentation demonstrates the efficiency of the proposed methodology, showing the peak jerk and tracking error reduction, compared against recent reports from literature.

Rivera-Guillen, Jesús, Romero-Troncoso, René, Osornio-Ríos, Roque, García-Pérez, Arturo, Herrera-Ruíz, Gilberto, “Design methodology for fully dynamic-controlled polynomial profiles and reduced tracking error in CNC machines”, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 51, Núm. 5-8, pp 723-737, noviembre 2010.

Univ Autónoma Querétaro, HSP digital CA Mecatron, Fac Ingn (México), Univ Guanajuato, Dept Elect FIMEE (México), Univ Autónoma Querétaro, Fac Ingn (México).


En total son cinco los investigadores mexicanos que colaboran en la publicación a través de la Universidad Autónoma de Querétaro (Facultad de Ingeniería) y la Universidad de Guanajuato.

La publicación científica de México sobre Automatización Industrial se enfoca principalmente al diseño de metodología para tener perfiles polinomiales dinámico-controlados y reducción de errores de seguimiento en las computadoras de control numérico, útiles en muchos de los procesos industriales.

111



México se encuentra en el lugar 19 en la producción científica mundial sobre Motores Eléctricos para VEs y VEHs. Para el periodo 1998-2012 se identificó solamente una publicación, la cual se detalla en el siguiente Diagrama.

Diagrama - Participación de México en la producción científica mundial sobre Motores Eléctricos para VEs y VEHs (1998-2012).


The use of an electric differential (ED) constitutes a technological advance in vehicle design along the concept of more electric vehicles (MEVs). EDs have the advantage of replacing loose and heavy mechanical differentials and transmissions with lighter and smaller electric motors directly coupled to the wheels via a single gear or an in-wheel motor. To date, EDs have been proposed for two- and four-wheeled vehicles. Despite its long reported success and possible advantages in terms of flexibility and direct torque control of the wheels during cornering and risky maneuvers, the ED has several problems that have limited its applicability, for instance, an increment of control loops and an increase of computational effort. Therefore, the main purpose of this paper is to present a simple and easy-to-implement ED that ensures both reliability and good path tracking. The proposed strategy has the advantage of being linear and, therefore, easy to implement. Furthermore, a rigorous proof of stability is presented, and connections with other controllers are discussed. Features and advantages of the proposed scheme are illustrated via numerical simulations in a 4-kW system, which is able to handle 500-kg mass and deliver peak power up to 10 kW during transit periods.

Perez-Pinal, Francisco J., Cervantes, Ilse, Emadi, Ali, “Stability of an Electric Differential for Traction Applications”, IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 58, Núm. 7, pp 3224-3233, septiembre 2009.

Inst Politecn Nacl, Ctr Invest & Desarrollo Tecnol Digital (Tijuana, México), Inst Sci & Technol Res San Luis Potosi, Div Appl Math, Hybrid Syst Lab (México), IIT, Elect Power & Power Elect Ctr (Chicago, IL, EUA).


En total son dos los investigadores mexicanos que colaboran en la publicación, a través del Instituto Politécnico Nacional y el Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICyT), conjuntamente con una institución extranjera.

La publicación científica de México sobre Motores Eléctricos para VEs y VEHs se enfoca principalmente al uso de diferencial eléctrico en vehículos.

112



No se identificó ninguna publicación científica de México sobre Comunicación Industrial (Ethernet).



México se encuentra en el lugar 34 en la producción científica mundial Domótica. Para el periodo 2010-2012 se identificó solamente una publicación, la cual se detalla en el siguiente Diagrama.

Diagrama - Participación de México en la producción científica mundial sobre Domótica (2010-2012).


Savings in energy and water consumption represents one of the most important challenges for governments around the world today. Residential developments in Mexico offer a feasible way for low-income families in populated cities to acquire a house. This paper presents a novel technological approach to achieve substantial savings in energy and water in residential developments; as well it can be used as a tool for billing, and consumption planning. The system was tested in the municipality of Tecamac during the warmest months of the year in Mexico. The following results were recorded: 13.43% of savings in power consumption, 10.18% related to the conservation of water and 9.13% less gas was used.

Toledano-Ayala, M., Rivas-Araiza, E. A., Herrera-Ruiz, G., Soto-Zarazua, G. M., Montoya-Soto, J. A., Castaneda, S., Contreras, T., “Water, gas and electric power monitoring system for residential developments: A technological approach”, Building Services Engineering Research & Technology, Vol. 32, Núm. 2, pp 183-197, mayo 2011.

Universidad Autónoma de Querétaro, Fac Ingn, Div Invest & Posgrad (México), Interplan (Querétaro, México).


En total son siete los investigadores mexicanos que colaboran en la publicación, a través de las siguientes instituciones:

Universidad Autónoma de Querétaro, a través de la Facultad de Ingeniería.

Interplan (Querétaro): Es una empresa de consultoría que brinda servicios especializados de planeación, diseño urbano, arquitectura, ingeniería, sistemas, investigación y diseño grafico para el sector inmobiliario público y privado.

La publicación científica de México sobre Domótica se enfoca principalmente a la aplicación de tecnología para el ahorro de energía y agua en desarrollos residenciales.

113

2.3 Empresas desarrolladoras y usuarias de tecnología

A partir del análisis competitivo de los sectores de Salud y Dispositivos Médicos, Dispositivos Móviles, Automatización Industrial, Comunicación Industrial o Ethernet, y Domótica, se han logrado identificar empresas mexicanas las cuales en base a su avance científico y tecnológico mundial y la identificación de elementos relevantes de mercado, son empresas beneficiarias de estas tecnologías. Dichas compañías son empresas de base tecnológica que pueden participar como:

a) Desarrolladoras: Casas de diseño electrónico para tecnología FPGA, y Fabless o Cuartos limpios para MEMS.

b) Usuarias: empresas que generan productos/procesos que integran MEMS, FPGA o ambos.

A continuación se mencionan las empresas identificadas y se clasifican según el tipo de micro tecnología y si su nivel de participación como desarrolladora o usuaria.

SISTEMAS MICRO ELECTROMECÁNICOS, MEMS

Logo

Empresa

Contacto

Desarroll

adora Usuaria

TEAM TECHNOLOGIES SA DE CV

Ing. Lorenzo Rodríguez [email protected]

x

RD RESEARCH AND TECHNOLOGY SA DE CV

Ing. Oscar Dávila [email protected]

x x

ST MICROELECTRONICS SA DE CV

Ing. Erik Alvarez [email protected]

x

DISPOSITIVOS LÓGICOS PROGRAMABLES, FPGA

Logo

Empresa

Contacto

Desarroll

adora Usuaria

PREFIXA SA DE CV Dr. Miguel Arias [email protected]

x x

HAS-IT S.C. M.C. Joshua Mendoza [email protected]

x x

BP ELECTRONICS SA DE CV

Ing. Alejandro Nava [email protected]

x

mailto:[email protected]







114

ELECTRONICS SOLUTIONS SA DE CV

M.C. Jorge Blancas [email protected]

x x

VIVITEC SA DE CV Ing. Luis Rubén Mejía [email protected]

x x

VIVOXIE S DE RL Ing. Alyed Tzompa [email protected]

x

GESCD Ing. Fernando González [email protected]

x

FONTSCRIPT SA DE CV

Jesús Hill [email protected]

x

MEI GROUP Ing. Fernando Luegas [email protected]

x

EXPERTISE TECNOLOGÍA SA DE CV

Ing. Procopio Villareal [email protected]

x

ZIGBBEMAX COMMUNICATION SA DE CV

Ing. Oscar Serrano [email protected]

x x

AUDAX MT SA DE CV

M.C. Victor Rivera [email protected]

x x

YAZAKI SERVICE / MONTERREY TECHNICAL CENTER 2

Ing. Daniel Velazquez Borja [email protected]

x

CARL ZEISS DE MÉXICO SA DE CV

Francisco Villegas Lelovský [email protected]

x

ABC ELECTRONICS M.C. Agustín Bravo [email protected]

x x

ELECTRONICS IN EVOLUTION S DE RL DE CV

Ing. Diego Guzmán [email protected]

x















115

2.4 Propuesta de un Plan estratégico de impulso y posicionamiento

En México la industria de la electrónica digital avanzada ha experimentado profundas transformaciones asociadas a la creciente competencia en el mercado internacional de manufacturas, lo que ha llevado a la búsqueda de nuevas formas de organización industrial que permitan la reducción de costos, búsqueda de eficiencia, el acceso a mercados en mejores condiciones y a recursos especializados o capitalización de activos estratégicos (innovación). Globalmente se pueden identificar dos patrones de estrategias de la industria manufacturera y cuyos objetivos son: a) buscar acceso a mercados nacionales y subregionales de manufacturas, y b) aumentar la eficiencia de los sistemas de producción internacionalmente integrados de las empresas transnacionales. Al respecto, las empresas transnacionales en México, éstas desarrollan las siguientes estrategias: búsqueda de acceso a mercados nacionales y/o regionales en los sectores manufactureros y de servicios, y búsqueda de eficiencia a través de Sistemas Internacionales de Producción Integrada. Es en este punto que la política económica asociada a la Inversión Extranjera Directa (IED) adquiere un rol muy significativo, tanto en términos de promover la inserción dentro de los sistemas de producción integrada como también su integración con la economía nacional. En definitiva, la política de IED se puede entender como un "instrumento" para incentivar y promocionar la inversión extranjera asociada a empresas transnacionales que buscan eficiencia, y mediante esto elevar la competitividad internacional de la economía y avanzar en el cumplimiento de metas y objetivos nacionales.

Naturaleza de una Estrategia Implícita de México en el Sector de la Electrónica Avanzada No hay duda que la política nacional influye en las estrategias de las empresas transnacionales, pero en el contexto del proceso de globalización esa influencia disminuye. Y si bien la apertura comercial, la liberalización financiera y desregulación son necesarias para atraer IED y promover las exportaciones, estas no son suficientes. Y si bien es cierto que industrializarse, proyectar el proceso de industrialización hacia el mercado internacional en la forma de exportaciones de manufacturas y crear empresas nacionales que se conviertan en competidores internacionales son metas importantes para acelerar el crecimiento económico de una región o país, es requisito elaborar una estrategia nacional de desarrollo, como han hecho algunas de las economías más exitosas de las últimas décadas.

116

Esta estrategia debería tener como elemento importante la coincidencia entre la estrategia nacional y los objetivos de las estrategias de las empresas transnacionales, y así facilitar un mayor y más positivo impacto de las operaciones hacia el resto de la economía. En el presente México se ha caracterizado por desplegar una estrategia centrada básicamente en políticas horizontales. La política mexicana se caracteriza por una fuerte apertura y liberalización de la economía y desregulación de los mercados como mecanismos de atracción de altos montos de IED. En este contexto, se carece de políticas específicas y no se requiere de instituciones nacionales tanto para la canalización de la IED hacia actividades y/o metas prioritarias como para hacer coincidir los objetivos de las empresas transnacionales con los de México. Ahora bien para lograr un crecimiento rápido y sostenido de las exportaciones de manufacturas correspondientes a una misma rama de actividad es preciso pasar de procesos y productos sencillos a otros más complejos. Del mismo modo, el tránsito de una actividad a otra exige superar las tecnologías más sencillas con otras más complejas. En qué medida serán las empresas nacionales o extranjeras las protagonistas en el proceso de creación de capacidades, depende de la base de capacidades, experiencia existente y las características de la demanda de exportaciones. También habrá que tener en cuenta la capacidad de los gobiernos y de las instituciones para ayudar a las empresas a desarrollar las capacidades necesarias y aprovechar las externalidades—por ejemplo, para coordinar las inversiones en actividades eslabonadas verticalmente o emprender un proceso de aprendizaje colectivo. En este proceso de aprendizaje, las empresas transnacionales y las empresas nacionales deben enfrentar mercados de factores distintos y superar fallas de mercados diferentes en materia de aprendizaje. En comparación con las empresas nacionales mexicanas, las empresas transnacionales poseen varias ventajas en el uso de nuevas tecnologías—"nuevas" para un lugar geográfico determinado –. Han dominado y utilizado éstas tecnologías en otro sitio. Incluso, es posible que hayan sido las creadoras de esa tecnología. Poseen grandes reservas internas de conocimientos técnicos, apoyo técnico, experiencia y financiamiento para planificar y llevar a la práctica el proceso de aprendizaje. Tienen acceso a los principales mercados de exportación y a los canales de comercialización establecidos y poseen marcas bien conocidas. Pueden transferir determinados componentes o procesos de una cadena de producción a un país en desarrollo e integrarlos a un sistema internacional. Esto es mucho más difícil para las empresas nacionales, no sólo porque pueden carecer de la experiencia y de la competencia tecnológica. Inevitablemente deben hacer frente a mayores costos de transacción y de coordinación para integrarse a los sistemas corporativos de las empresas transnacionales. Sin embrago, en muchas actividades, las empresas transnacionales no poseen ventajas competitivas con respecto a las empresas mexicanas, especialmente las que realizan las empresas pequeñas y medianas. El desarrollo de las empresas nacionales también puede generar capacidades más amplias, profundas y flexibles, ya que el proceso de aprendizaje en las filiales de empresas extranjeras puede verse limitado en relación con el de las empresas nacionales. El hecho mismo de que una filial pueda recurrir a la casa matriz para obtener información técnica, conocimientos especializados y avances tecnológicos, etc., significa que necesitará invertir menos en sus propias capacidades. Esto es válido,

117

especialmente, para las funciones como la ingeniería de avanzada, el diseño o la investigación y el desarrollo, ya que, por lo general, las empresas transnacionales las centralizan en los países industrializados. En la mediad en que ha venido madurando la capacidad industrial de México en actividades de la electrónica digital avanzada, es imperativo empezar a sustentar las futuras ventajas comparativas. Es decir, es necesario promover el desarrollo tecnológico de las empresas nacionales, incentivadas por la demanda gubernamental y nacional. De igual forma las empresas mexicanas necesitan ser flexibles y responder a los nuevos retos qu demanda el mercado de electrónica digital avanzada; la formación de redes empresariales y agrupaciones industriales surgen como un medio de supervivencia para competir en el nuevo ambiente empresarial; en el caso de las pequeñas y las medianas empresas, a través de una red empresarial es posible afrontar los problemas que les puede ocasionar su tamaño y mejorar de alguna manera su posición competitiva. Por tanto resulta pertinente valuar el modelo de innovación de Jalisco y dinamizar sus procesos productivos a efecto replicarlo en otras regiones del país, como sería Querétaro, Puebla, Morelos, etc.

Estrategias de Desarrollo para la Electrónica Digital Avanzada Como resultado de la presente vigilancia, se identificado una serie de análisis empírico que fundamentan lineamientos estratégicos. Al respecto destacan las siguientes recomendaciones de carácter estratégico68: 1. Evolucionar hacia actividades de mayor valor agregado. La evolución hacia un mayor valor

agregado es central para asegurar la permanencia de las subsidiarias extranjeras en México y fortalecer la competitividad de la industria nacional. Se presentan tres opciones principales: mayor valor agregado tecnológico; ofrecer servicios de logística; y alta flexibilidad y rápida respuesta a cambios.

2. Fortalecimiento de la formación de recursos humanos con una estrategia de liderazgo. El

fortalecimiento de los recursos humanos requiere del esfuerzo de diversos actores, además de las instituciones educativas. Estas últimas pueden embarcarse en las siguientes iniciativas: actualizar periódicamente los planes de estudio, identificar las competencias que exigirán las tecnologías futuras, crear carreras cortas bien remuneradas e incrementar la oferta de recursos humanos especializados.

3. Mayor esfuerzo por absorber la tecnología transferida a través de empresas multinacionales y

difundirla. El desarrollo de capacidades tecnológicas locales no es un resultado directo e inmediato de la transferencia de tecnología a través de empresas multinacionales. Por el contrario, la absorción y asimilación de tecnología no puede ser una actividad pasiva, requiere de grandes y constantes esfuerzos por parte de todos integrantes de la industria.

68 Ver: Centro de Estudios de Competitividad (CEC) del ITAM (www.cec.itam.mx); CANIETI Occidente (http://occidente.canieti.info/)

http://www.cec.itam.mx/

http://occidente.canieti.info/

118

4. Fortalecimiento de la investigación aplicada en centros de investigación y centros de educación superior. Las líneas de acción más importantes son apoyar el surgimiento de centros de investigación dentro de universidades o de manera independiente, fortalecimiento de la investigación aplicada y los proyectos de colaboración con empresas, e incrementar la participación del sector privado en actividades de investigación.

5. Consolidación o formación de grupo de gerentes mexicanos con poder de decisión en

empresas multinacionales. Los gerentes mexicanos pueden tener un papel clave en la atracción de nuevas actividades, generalmente de mayor valor agregado, a las subsidiarias mexicanas. Asimismo, pueden ser un factor clave de la socialización del conocimiento transferido y el fortalecimiento de las instituciones.

6. Creación de un programa de emprendedores de la industria electrónica. Un programa de

fomento y apoyo a emprendedores podría ser un detonador importante para la creación de más empresas de capital nacional. Un elemento central del programa debe ser el acceso fácil a financiamiento a tasas competitivas.

7. Identificación y explotación de ventanas de entrada. Por un lado, la creciente tendencia de

modularización de la actividad de diseño abre oportunidades para empresas nacionales con capacidades tecnológicas avanzadas. Por otro lado, a pesar de la alta competencia en la industria, aún hay espacio para entrar a los segmentos de tecnologías maduras.

8. Atracción de nuevas inversiones orientadas a actividades de mayor valor agregado. Basados

en la larga trayectoria de la industria electrónica en México y en la acumulación de capacidades tecnológicas, es necesario atraer inversión extranjera directa que vea a México como una fuente importante de recursos calificados y conocimientos, y no sólo como centro de manufactura y ensamble de bajo costo relativo o como punto de entrada al mercado de los Estados Unidos.

9. Fortalecimiento del marco externo de competitividad de la industria. Las principales líneas de

acción son: garantizar un marco regulatorio claro y estable, garantizar el acceso eficiente (calidad y costo) a insumos indirectos, incrementar los recursos y la calidad de la infraestructura, entre otras.

10. Fortalecimiento del marco institucional de apoyo a la creación de capacidades tecnológicas.

Tanto a nivel federal como a nivel estatal, la industria electrónica en México se vería muy favorecida por un marco institucional sólido y que centralizara las distintas políticas públicas sectoriales en materia de ciencia y tecnología, educación, atracción de inversión extranjera directa, etc.

11. Desarrollo de Proveedores Locales: A través de la realización de un diagnóstico detallado con

las partes y componentes que necesitan para sus procesos, incluyendo las especificaciones necesarias, canalizar apoyos y dar seguimiento.

119

12. Integración de la Cadena Productiva: A través de la realización de un diagnóstico detallado con la industria acerca de procesos que puedan complementarse con los que ya existen actualmente y atraer ese tipo de inversión. Así como establecimiento de una política industrial a mediano plazo en la que se considere al sector de electrónica digital avanzada como estratégico.

13. Educación: Detectar áreas de oportunidad en el sector educativo con empresas de la

industria.

Áreas de Oportunidad para México

A. Tecnologías como realidad aumentada en dispositivos móviles, donde mediante el escaneo de una imagen a través de la cámara permite al usuario visualizar imágenes en tercera dimensión, videos y animaciones también requieren nuevos diseños en la arquitectura de estos gadgets. Como ejemplo, la firma ST-Ericsson, galardonada en la categoría de innovación en sistemas embebidos, diseñó procesadores basados en tecnología ARM para dispositivos móviles que hacen más eficiente las tecnologías 2D y 3D en los móviles, así como el contenido enriquecido para mejor la experiencia del usuario.

B. Ford y Continental demandan de soluciones de conectividad automotriz para controlar funciones

de los vehículos a través de un Smartphone, planear viajes, mostrar información en tiempo real del automóvil y de las calles por donde transita, y hasta mejorar la experiencia de entretenimiento de los pasajeros dentro del vehículo.

C. El desarrollo de simuladores de vuelo y la manufactura de tarjetas electrónicas de última

generación son los nuevos proyectos de inversión que se anunciaron para Jalisco durante el Show Internacional Aeroespacial de Le Bourguet, Francia. Con una inversión de 10 millones de pesos la tapatía Apliatec desarrollará la primera Plataforma Dinámica de Simuladores de Vuelo diseñada y producida en México. En el diseño y la construcción del prototipo se empleará tecnología mecatrónica y de ambientes virtuales que ayuden a los pilotos en entrenamiento recrear condiciones de vuelo, rutinas y escenarios que les permitan experimentar diferentes situaciones antes de volar una aeronave. El desarrollo de la Plataforma se concretó con el apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), el gobierno de Jalisco y los centros de investigación locales. El simulador que estará listo a principios de 2012, será desarrollado en una primera fase por una docena de ingenieros especializados en áreas como aeronáutica, electrónica, mecatrónica, sistemas embebidos, efectos visuales y animación.

D. Con una inversión cercana a los 3 millones de dólares, la empresa Pounce Electronics abrió en

Guadalajara una nueva planta de ensamble de tarjetas electrónicas con capacidad para producir mensualmente 80,000 componentes. En el segundo semestre del 2012 la compañía proyecta abrir una segunda planta de producción y centro de diseño de dispositivos electrónicos de sistema embebido para los sectores aeroespacial, médico y automotriz.

120

Plataforma Tecnológica Mexicana (MTP).

A. A fin de impulsar el desarrollo de las Tecnologías de la Información, el Banco Mundial delineó una nueva estrategia de inversión que se fundamentará en la transparencia y eficiencia, reducción de costos en banda ancha y el desarrollo de la innovación en el marco de la Plataforma Tecnológica Mexicana (MTP).

B. El MTP pretende ser un instrumento de cooperación científica y tecnológica en colaboración

con la Unión Europea. A través de esta iniciativa se busca el impulso de cinco ámbitos de desarrollo en software, electrónica, movilidad, sistemas embebidos y medicina. El MTP, está representado por más de 150 organizaciones mexicanas, entre Pymes, asociaciones empresariales, industrias, los clústers de TI en la República Mexicana. La visión de Banco de Manco Mundial es que el MTP se ha creado para hacer frente al Internet del futuro en México y tener las bases de organización para la cooperación de la Unión Europea y los otros países de América Latina para tener una visión común a largo plazo para el desarrollo de la investigación en esta área con el liderazgo de la industria, el apoyo científico de los investigadores mexicanos y la participación de las entidades que dictan las políticas públicas en el país.

C. Existen modelos similares al MTP como son Global Environment for Network Innovation

(Estados Unidos), Future Internet Forum (Corea del Sur), Next Generation Internet (China) y European Future Internet Portal (Unión Europea).

121

3. Desarrollos tecnológicos

Esta sección contiene los resúmenes de algunas de las publicaciones científicas identificadas para los sectores de Salud y Dispositivos Médicos, Dispositivos Móviles, Automatización Industrial, Motores Industriales, Comunicación Industrial (Ethernet), y Domótica, todas ellas publicadas en revistas de ciencia y tecnología con arbitraje internacional. La selección de publicaciones se hizo en base a su relevancia y pertinencia, cubriendo el periodo 2010-2012.

3.1 Resúmenes de las publicaciones científicas más relevantes de los sectores de estudio


Nanomaterials and the environment: A review for the biennium 2008-2010

Peralta-Videa, Jose R, et al

Applications of nanotechnology are touching almost every aspect of modern life. The increased use of engineered nanomaterials (ENMs) in consumer products, chemical and medical equipment, information technology, and energy, among others, has increased the number of publications (informative and scientific) on ENMs. By the 1950s very few papers were committed to nanomaterials (NMs), but in 2009, more than 80,000 journal articles included the concept nanotechnology. The objective of this review is to compile and analyze publications on NMs in the biennium 2008-2010. This review includes the most recent publications in risk assessment/toxicity, characterization and stability, toxicity, fate and transport of NMs in terrestrial ecosystems, and new ENMs. Carbon nanotubes, metallic, metal oxides and hydroxides nanoparticles, quantum dots, and polystyrene NPs are included.

Febrero 2011

Optimizing Analysis, Visualization, and Navigation of Large Image Data Sets: One 5000-Section CT Scan Can Ruin Your Whole Day

Andriole, Katherine P. et al

The technology revolution in image acquisition, instrumentation, and methods has resulted in vast data sets that far outstrip the human observers' ability to view, digest, and interpret modern medical images by using traditional methods. This may require a paradigm shift in the radiologic interpretation process. As human observers, radiologists must search for, detect, and interpret

122

targets. Potential interventions should be based on an understanding of human perceptual and attentional abilities and limitations. New technologies and tools already in use in other fields can be adapted to the health care environment to improve medical image analysis, visualization, and navigation through large data sets. This historical psychophysical and technical review touches on a broad range of disciplines but focuses mainly on the analysis, visualization, and navigation of image data performed during the interpretive process. Advanced postprocessing, including three-dimensional image display, multimodality image fusion, quantitative measures, and incorporation of innovative human-machine interfaces, will likely be the future. Successful new paradigms will integrate image and nonimage data, incorporate workflow considerations, and be informed by evidence-based practices. This overview is meant to heighten the awareness of the complexities and limitations of how radiologists interact with images, particularly the large image sets generated today. Also addressed is how human-machine interface and informatics technologies could combine to transform the interpretation process in the future to achieve safer and better quality care for patients and a more efficient and effective work environment for radiologists.

Mayo 2011

Open Source software and social networks: Disruptive alternatives for medical imaging

Ratib, Osman, et al

In recent decades several major changes in computer and communication technology have pushed the limits of imaging informatics and PACS beyond the traditional system architecture providing new perspectives and innovative approach to a traditionally conservative medical community. Disruptive technologies such as the world-wide-web, wireless networking, Open Source software and recent emergence of cyber communities and social networks have imposed an accelerated pace and major quantum leaps in the progress of computer and technology infrastructure applicable to medical imaging applications. Methods: This paper reviews the impact and potential benefits of two major trends in consumer market software development and how they will influence the future of medical imaging informatics. Open Source software is emerging as an attractive and cost effective alternative to traditional commercial software developments and collaborative social networks provide a new model of communication that is better suited to the needs of the medical community. Observations: Evidence shows that successful Open Source software tools have penetrated the medical market and have proven to be more robust and cost effective than their commercial counterparts. Developed by developers that are themselves part of the user community, these tools are usually better adapted to the user's need and are more robust than traditional software programs being developed and tested by a large number of contributing users. This context allows a much faster and more appropriate development and evolution of the software platforms. Similarly, communication technology has opened up to the general public in a way that has changed the social behavior and habits adding a new dimension to the way people communicate and interact with each other. The new paradigms have also slowly penetrated the professional market and ultimately the medical community. Secure social networks allowing groups of people to easily communicate and exchange information is a new model that is particularly suitable for some specific groups of healthcare professional and for

123

physicians. It has also changed the expectations of how patients wish to communicate with their physicians. Conclusion: Emerging disruptive technologies and innovative paradigm such as Open Source software are leading the way to a new generation of information systems that slowly will change the way physicians and healthcare providers as well as patients will interact and communicate in the future. The impact of these new technologies is particularly effective in image communication, PACS and teleradiology.

Mayo 2011

Developments for a growing Japanese patient population: Facilitating new technologies for future health care.

Kato, Harubumi, et al

Lung cancer, COPD and cardiovascular diseases are highlighted as some of the most common disease that cause mortality, and for that reason are the most active areas for drug development. This perspective paper overviews the urgent need to develop a health care system for a rapidly growing patient population in Japan, including forthcoming demands on clinical care, expecting outcomes, and economics. There is an increasing requirement to build on the strengths of the current health care system, thereby delivering urgent solutions for the future. There is also a declaration from the Ministry of Health, Labour and Welfare (MHLW), to develop new biomarker diagnostics, which is intended for patient stratification, aiding in diagnostic phenotype selection for responders to drug treatment of Japanese patients. This perspective was written by the panel in order to introduce novel technologies and diagnostic capabilities with successful implementation. The next generation of personalized drugs for targeted and stratified patient treatment will soon be available in major disease areas such as, lifestyle-related cancers, especially lung cancers with the highest mortality including a predisposing disorder chronic obstructive pulmonary disease, cardiovascular disease, and other diseases. Mass spectrometric technologies can provide the "phenotypic fingerprint" required for the concept of Personalized Medicine. Mass spectrometry-driven target biomarker diagnoses in combination with high resolution computed tomography can provide a critical pathway initiative facilitated by a fully integrated e-Health infrastructure system. We strongly recommend integrating validated biomarkers based on clinical proteomics, medical imaging with clinical care supported by e-Health model to support personalized treatment paradigms to reduce mortality and healthcare costs of chronic and co-morbid diseases in the elderly population of Japan.

Mayo 2011

Population Health Metrics Research Consortium gold standard verbal autopsy validation study: design, implementation, and development of analysis datasets.

Murray, Christopher J. L. et.al

Background: Verbal autopsy methods are critically important for evaluating the leading causes of death in populations without adequate vital registration systems. With a myriad of analytical and data collection approaches, it is essential to create a high quality validation dataset from different

124

populations to evaluate comparative method performance and make recommendations for future verbal autopsy implementation. This study was undertaken to compile a set of strictly defined gold standard deaths for which verbal autopsies were collected to validate the accuracy of different methods of verbal autopsy cause of death assignment.

Agosto 2011

Imaging Facilities for Basic Medical Units: A Case in the State of Guerrero, Mexico Azpiroz-Leehan, et al

This work presents the methodology to design a small imaging unit in a small regional hospital that takes into account the real imaging needs in the region regardless of current administrative guidelines. The situation of the imaging facilities in Mexico's states is studied and compared with other countries, and a project plan is designed for the specific state (Guerrero) where the clinic is to be located. The proposal includes the acquisition of a basic suite of modalities that include an ultrasound system, a mammography unit, and a conventional X-ray system in addition to a CT system that is not available anywhere within the state. The system should be primarily digital and should incorporate a simple picture archiving and communications system that can be the basis of a future telemedicine unit. The conclusion of this study also proposes changes in the segmented and pyramidal structure of the Mexican health system in order to provide higher quality care at the lower level, to reduce bottlenecks, and to provide higher quality health care near the patient's home.

Octubre 2011

Optimizing Technology Development and Adoption in Medical Imaging Using the Principles of Innovation Diffusion, Part I: Theoretical, Historical, and Contemporary Considerations

Reiner, Bruce I.

The pioneering work performed in the social sciences on diffusion of innovation can be applied to medical imaging and shed valuable insights as to how innovation is analyzed and adopted within the population of end-users. Successful innovation must take into account unique stakeholder differences, changes in communication and social interactions, and shifting priorities in market economics. The dramatic changes currently underway in current medical imaging practice provides unique innovation opportunities to those individuals and companies which can utilize this knowledge and effect change in objective and reproducible means. Successful innovation should rely upon data-driven objective analysis, which can scientifically validate the inherent strengths and weaknesses of the innovation, when compared with the idea or technology it supercedes.

Octubre 2011

New Pathways to Medicare Coverage for Innovative PET Radiopharmaceuticals: Report of a Medical Imaging & Technology Alliance (MITA) Workshop

Hillman, Bruce J. et al

125

PET and PET/CT have revolutionized the diagnosis, staging, and monitoring of treatment effect or recurrence for a wide range of cancers and shown promise for improving health outcomes for patients with cardiovascular and central nervous system diseases. However, this technology is challenged by insurance coverage policies that hinder patients' access to PET and discourage technologic innovation. Recently, the Medical Imaging & Technology Alliance (MITA), a Washington-based industry association, convened a workshop to consider new pathways for making decisions on Medicare coverage of new PET radiopharmaceuticals and imaging procedures that are currently subject to a national noncoverage decision, or "exclusionary rule." Stakeholders from the government, medical professional societies, academia, patient groups, and industry gathered to brainstorm alternatives to the national noncoverage decision and evaluate their potential to improve access and enhance innovation. Ultimately, MITA, on behalf of the PET community, expects to use the outcomes of the workshop to propose that the Centers for Medicare and Medicaid Services reconsider this current national noncoverage decision for PET and adopt a new framework for coverage.

Febrero 2012

Mobilizing for Growth in Emerging Markets Radjou, Navi et al

As growth in developed economies languishes, the fastest engines of global growth for several years to come will be in the emerging markets. According to the International Monetary Fund, India and China may see growth rates of 9% and 7.5%, respectively, in 2012. Multinationals are stepping up their capabilities in emerging economies by opening more R&D labs, factories and sales and marketing offices that can design, develop and sell locally relevant products and services. Increasingly, products and services sold by multinationals in emerging markets are being redesigned or entirely built from scratch using local R&D talent. By locating R&D and manufacturing activities in growth markets, multinational companies aim to design and deliver products and services that are both economical and better suited for the average local customer. This approach has clear advantages over importing and selling high-priced products and services developed and produced in the West. However, many multinationals that rely on "value chain localization" still focus on affluent, urban customers. This strategy does not adequately prepare them for the far greater challenge (and opportunity) of reaching the mass market of the urban and rural poor. For companies seeking to sell products and services to low-income consumers, there are challenges both in product design and delivery. These challenges necessitate bringing together local and global partners, the authors say. They also require multinationals to go beyond the value chain localization they're accustomed to and embrace a "network orchestration" strategy that brings together local and global innovation partners. The article is based on extensive interviews in India and China with managers in a wide range of industries, including software, medical equipment, consumer electronics, telecommunications, financial services, consulting and product design. In presenting a strategy for successful network orchestration, the authors focus on three case studies in particular: Nokia's move into technology-enabled services in India; GE Healthcare's effort to bring affordable cardiac screening and state-of-

126

the-art medical imaging to rural populations in India and Bangladesh; and Xerox's innovation strategy for India and other emerging markets. The authors conclude with four recommendations for an effective "network orchestration" strategy in emerging markets. They recommend that multinationals should extend innovation partnerships beyond the usual channel partners by engaging key community stakeholders such as government bodies, universities and NGOs; engage innovation partners strategically with a larger purpose; trust but verify in a transparent manner; and designate local managers to engage with partner networks.

Primavera 2012


Performance evaluation of the RQMA-CDMA scheme for multimedia traffic with QoS guarantees

Mendez, Aldo, et al.

The rapid growth of cellular mobile technology in recent years, coupled with the explosive growth of the Internet, has significantly increased the demand for wireless data services. Traffic on mobile devices is expected to be a mix of real-time traffic such as video, voice, and data, with users requiring diverse quality of service (QoS) guarantees for different types of traffic (video, voice and data). One of the primary challenges of providing QoS is how to prioritize and allocate network resources among contending applications. In order to achieve these goals, a scheduling scheme that can provide equitable and effective packet routing is required. This paper proposes a scheduling scheme called remote queuing multiple access-code division multiple access (RQMA-CDMA), whose purpose is to equitably assign bandwidth resources with QoS guarantees to different mobile devices. RQMA-CDMA is a rate scheduling scheme that can be used to assign bandwidth resources in conjunction with GPS (generalized processor sharing). Additionally, we analyze an admission control that is based on signal to interference plus noise ratio (SINR) for multimedia traffic. Finally, the performance of RQMA-CDMA is evaluated and compared to schemes based on CDMA-GPS according to dropped packets, delay, and throughput.

2010

An Advisory Protocol for Rapid- and Slow-Acting Insulin Therapy Based on a Run-to-Run Methodology

Delgado, Daniel U.

Background: Emerging technology, such as an artificial pancreatic beta-cell, is not likely to be affordable to people who live in developing nations in the next 20-30 years. However, multiple-daily injection (MDI) therapy can be improved using similar advanced control algorithms designed for continuous glucose monitoring and continuous insulin infusion pumps.

Julio 2010

127

Electromagnetic fields: mechanism, cell signaling, other bioprocesses, toxicity, radicals, antioxidants and beneficial effects

Kovacic, Peter, et al.

Electromagnetic fields (EMFs) played a role in the initiation of living systems, as well as subsequent evolution. The more recent literature on electrochemistry is documented, as well as magnetism. The large numbers of reports on interaction with living systems and the consequences are presented. An important aspect is involvement with cell signaling and resultant effects in which numerous signaling pathways participate. Much research has been devoted to the influence of man-made EMFs, e. g., from cell phones and electrical lines, on human health. The degree of seriousness is unresolved at present. The relationship of EMFs to reactive oxygen species (ROS) and oxidative stress (OS) is discussed. There is evidence that indicates a relationship involving EMFs, ROS, and OS with toxic effects. Various articles deal with the beneficial aspects of antioxidants (AOs) in countering the harmful influence from ROS-OS associated with EMFs. EMFs are useful in medicine, as indicated by healing bone fractures. Beneficial effects are recorded from electrical treatment of patients with Parkinson's disease, depression, and cancer.

Agosto 2010

A Self-Organization Algorithm for Robust Networking of Wireless Devices

Guadalupe Olascuaga-Cabrera, J. et al.

This paper deals with distributed creation and maintaining of ad hoc networks including diverse wireless devices, namely sensors, PDA, cell phones, and video games consoles. A cluster-based self-organizing strategy is proposed for building a backbone among the mobile devices, detecting segmentation, and recovery. In this approach, each mobile device is controlled by a multi-role agent, which performs these tasks efficiently based only on local interactions; role management allows the backbone reconfiguration when the nodes leave or arrive to the network yielding a complex global emergent behavior. Energy saving is achieved by adapting the time interval and power of transmission after the network formation. Simulations showed that the distributed algorithms performance is close to that obtained by an optimizing global procedure.

Marzo 2011

EDUCA: A web 2.0 authoring tool for developing adaptive and intelligent tutoring systems using a Kohonen network

Zatarain Cabada, Ramon, et al.

This paper presents a Web 2.0 Learning Environment, for a systematic creation of adaptive and intelligent tutoring systems. Authoring contents is made by a community of users including teachers and students. The tutoring systems adapt the contents according to the best learning style using self-organizing maps (SOMs). The SOM was trained for classifying Felder-Silverman learning styles. The

128

most important advantage of these unsupervised neural networks is that they do not require an external teacher for presenting a training set. The approach was implemented under an authoring tool that allows the production of personalized learning material to be used under collaborative and mobile learning environments. The tutoring systems together with the neural network can also be exported to mobile devices. We present different results to the approach working under the authoring tool.

Agosto 2011

Socioeconomic strata, mobile technology, and education: a comparative analysis

Kim, Paul, et al.

Mobile devices are highly portable, easily distributable, substantially affordable, and have the potential to be pedagogically complementary resources in education. This study, incorporating mixed method analyses, discusses the implications of a mobile learning technology-based learning model in two public primary schools near the Mexico-USA border in the state of Baja California, Mexico. One school was located in an urban slum and the other in a rural village community. Empirical and ethnographic data were collected through a series of achievement tests, observations, surveys, and interviews involving 160 s grade school children recruited by convenience sampling. The general technology infrastructure, distinctive features of mobile learning to supplement literacy development, profound contextual phenomena arising from the two uniquely underserved communities, and social factors possibly influencing the educational experiences are discussed. The findings suggest that students in the rural village, seriously lacking educational resources and technology exposure, may have benefited substantially more from mobile technologies than urban school students possibly due to their relatively higher socio-economic status and higher parental involvement and interest in education. In contrast, there was no evidence of interaction with parental education levels, the experience of teachers or school principals, or the teacher's perception or preparation of the technology. Overall, the mobile learning technology adoption was rapid, seamless, and actively driven by the students rather than the teacher. The challenges of the phenomenal migratory nature of most families in this unique geographical region are also discussed to benefit future studies.

Agosto 2011

Metaheuristics for the linear ordering problem with cumulative costs

Marti, Rafael, et al.

The linear ordering problem with cumulative costs (LOPCC) is a variant of the well-known linear ordering problem, in which a cumulative propagation makes the objective function highly non-linear. The LOPCC has been recently introduced in the context of mobile-phone telecommunications. In this paper we propose two metaheuristic methods for this NP-hard problem. The first one is based on the GRASP methodology, while the second one implements an Iterated Greedy-Strategic Oscillation procedure. We also propose a post-processing based on Path Relinking to obtain improved outcomes.

129

We compare our methods with the state-of-the-art procedures on a set of 218 previously reported instances. The comparison favors the Iterated Greedy - Strategic Oscillation with the Path Relinking post-processing, which is able to identify 87 new best objective function values.

Enero 2012

ITOHealth: a multimodal middleware-oriented integrated architecture for discovering medical entities

Alor-Hernandez, Giner, et al.

Emergency healthcare is one of the emerging application domains for information services, which requires highly multimodal information services. The time of consuming pre-hospital emergency process is critical. Therefore, the minimization of required time for providing primary care and consultation to patients is one of the crucial factors when trying to improve the healthcare delivery in emergency situations. In this sense, dynamic location of medical entities is a complex process that needs time and it can be critical when a person requires medical attention. This work presents a multimodal location-based system for locating and assigning medical entities called ITOHealth. ITOHealth provides a multimodal middleware-oriented integrated architecture using a service-oriented architecture in order to provide information of medical entities in mobile devices and web browsers with enriched interfaces providing multimodality support. ITOHealth's multimodality is based on the use of Microsoft Agent Characters, the integration of natural language voice to the characters, the multi-language and multi-characters support providing an advantage for users with visual impairments.

Marzo 2012

Chronic disease epidemiology, cancer and mobile global approaches to disease prevention

Linkov, F. et al.

The focus of this symposium was worldwide prevention of chronic disease through the use of inexpensive Internet pathways, as demonstrated with the Supercourse project, and other initiatives, including promoting mobile phone technology (m-health). This symposium highlighted the need to use the Supercourse to prevent cancer and other chronic diseases. It also highlighted several components of the Supercourse library, including the former Soviet Union network, the Latin American network, and some other initiatives.

Marzo 2012


Programming multirobot applications using the ThinkingCap-II Java framework

Martinez-Barbera, H. et al

130

This paper presents a Java framework, ThinkingCap-II, for developing mobile multirobot applications, which has been successfully used in indoor, automotive and industrial robotics applications. It consists of a reference architecture that serves as a guide to make the functional decomposition of a robotics system, a software architecture that allows a uniform and reusable way of organising software components for robotics applications, and a communication infrastructure that allows software modules to communicate in a common way. A key aspect of this software architecture is that it allows code reusability by high level abstraction and a uniform way of accessing the characteristics of the sensors. In order to show the suitability of the framework, for both diverse complex platforms and multirobot applications, two case studies are discussed. One is an autonomous car-like vehicle which is guided by a manned vehicle, and the other an autonomous industrial vehicle which is member of a multirobot transportation system.

Enero 2010

Capabilities of Dynamic Reconfiguration of Multiagent-Based Industrial Control Systems

Vrba, Pavel et al

This paper focuses on reconfiguration aspects of agent-based industrial control systems. Reconfiguration is the ability of the control system to modify its behavior to cope with unusual conditions and changes of the production environment like machine breakdowns, product innovations, rush orders, etc. This paper presents a multiagent system dedicated tomaterial flow control-Manufacturing Agent Simulation Tool (MAST)-and discusses in detail how agents efficiently cope with the dynamic reconfiguration. Two scenarios are discussed: 1) the automatic reconfiguration of the transportation paths carried out by agents in case of failures and 2) the structural reconfiguration enabling online addition, removal, or reconnection of equipment or transportation paths on the factory floor. Two proof-of-concept applications of MAST in University of Cambridge's and Vienna University of Technology's testbeds are described.

Marzo 2010

Modeling and analysis of robotic wheel loading process in trim-and-final assembly

Chen, Heping, et al

Moving production lines are widely used in many manufacturing factories, such as automotive and general industries. However, industrial robots are hardly used to perform any tasks on the moving production lines. One of the main reasons is that it is difficult for conventional industrial robots to adjust to any sort of change. Therefore, the authors developed an industrial robotic system to track the random motion of the moving production lines while performing assembly processes. Before setting up a physical system to measure the system performance, it is desirable to develop a method to analyze the system performance. The purpose of this paper is to develop a performance analysis method for a robotic assembly system on a moving production line. Design/methodology/approach - The developed system is based on the synergic combination of visual servoing and force control technology. Since it is difficult to model the system accurately, a second-order system is used to

131

approximate it. The system performance for force control and visual servoing is then analyzed. The tracking errors are calculated and compared with experimental results. Findings - The developed method is evaluated using an experimental system and simulation. The simulation results are quite close to the experimental results. Hence, the developed method can be used to estimate the system performance. Research limitations/implications - Since only one system is set up to validate the developed method, more testing is needed to generalize it. Abstract: Practical implications - The developed technology is validated using the experimental results and the results are promising. Even though there is a limitation, the developed method can be used to estimate the system performance before setting up a physical system. Originality/value - This paper provides a system performance analysis method for a robotic assembly on a moving production line. It is important to estimate the system performance before setting up a physical system because it will save a lot of time and resources in the manufacturing floor.

2011

"Little Helper" - An Autonomous Industrial Mobile Manipulator Concept

Hvilshoj, Mads, et al

This paper presents the concept "autonomous industrial mobile manipulation" (AIMM) based on the mobile manipulator "Little Helper" - an ongoing research project at Aalborg University, Denmark, concerning the development of an autonomous and flexible manufacturing assistant. The paper focuses on the contextual aspects and the working principles of AIMM. Furthermore, the paper deals with the design principles and overall hardware and software architectures of "Little Helper" from a functional and modular mechatronics point of view, in order to create a generic AIMM platform. The design challenges faced in the project is to integrate commercial off-the-shelf (COTS) and dedicated highly integrated systems into an autonomous mobile manipulator system with the ability to perform diverse tasks in industrial environments. We propose an action based domain specific communication language for AIMM for routine and task definition, in order to lower the entry barriers for the users of the technology. To demonstrate the "Little Helper" concept a full-scale prototype has been built and different application examples carried out. Experiences and knowledge gained from this show promising results regarding industrial integration, exploitation and maturation of the AIMM technology.

Junio 2011

SecLoc - secure localization in WSNs using CDS

Srinivasan, Avinash

Originally, the development of wireless sensor networks (WSNs) was motivated by military applications such as battlefield surveillance and land-mine detection. Over time, however, WSNs have found a wide range of applications in diverse domains such as industrial automation and monitoring, environmental and habitat monitoring, health-care applications, home automation, traffic regulation, smart hospitals, etc. In all these domains, the data sensed by the sensor nodes are reported to a

132

central server called a base station, which then initiates appropriate actions based on the reported data. To this end, the location of sensors is very critical since the monitored event can be detrimental causing irreversible damage - such as forest fire, if the location of sensors is compromised and/or inaccurate. In this paper, we propose SecLoc - a novel localization method for WSNs, which can be easily extended to other wireless and mobile and ad-hoc networks. The proposed method exploits the connected dominating set (CDS) property of a network graph. SecLoc, to the best of our knowledge, is the first localization model to exploit the CDS property for accurate and secure node localization in WSNs. In out proposed method, a set of specialty nodes, called the beacon nodes, with large resource base, assume the role of Dominant nodes. The beacon nodes are responsible for both accurate and secure localization of nodes. We confirm the efficiency and robustness of our model through simulation results.

Julio 2011

Evaluation of EtherCAT Distributed Clock Performance

Cena, Gianluca, et al

EtherCAT is a real-time Ethernet protocol conceived explicitly for industrial applications. It is characterized by high communication efficiency, which permits control loops to be closed with short cycle times, and is provided with a suitable mechanism, known as distributed clock (DC), that enables synchronized operations to take place across the controlled system. These features can be profitably adopted, for instance, to support motion control applications. In this paper, the performance of the DC mechanism is evaluated by means of a thorough campaign of experimental measurements carried out on a real network setup. A number of factors have been taken into account that can affect accuracy and precision, and their effects studied in depth.

Febrero 2012

Modelling and identification of industrial pneumatic drive system

Harris, Paul G. et al

A model and an identification method appropriate for typical industrial, open-loop controlled, pneumatic systems are presented in this paper. The development of the mathematical model takes into consideration nonlinear flow through extended pneumatic circuits, direction dependent friction, dead volume in cylinder chamber, fittings and piping, leakage between actuator chambers, time delays due to valve switching and long lengths of tubing, polytropic temperature model and heat transfer. The identification method is evolved with a view to apply in industrial environments and takes careful consideration of flow characteristics of both charge and exhaust elements of the circuit. Model validation is presented for a standard double-acting asymmetric cylinder with different payloads. The results of the residual analysis indicate an improved system model in comparison to the published literature. The approach presented should therefore be useful in simulation-based design and analysis of pneumatic systems. It is also applicable in the development of servo-pneumatic systems.

133

Febrero 2012

D. Sector de Motores Eléctricos

Specific power as objective function in GA optimal design of permanent magnet disc motor

Cvetkovski, Goga et al.

The application of the analysed permanent magnet disc motor (PMDM) is in electric vehicle and therefore there are several objectives that could be tackled in the design procedure, such as an increased efficiency, reduced total weight of the motor or increased power/weight ratio (specific power). The purpose of this paper is to perform an optimal design of a PMDM using specific power as objective function. In the design procedure performed on the PMDM, genetic algorithm (GA), as an optimisation tool is used. Design/methodology/approach - The created optimal design programme genetic algorithm for optimal design of electrical machines is using the GA as an optimisation tool. According to the design characteristics of PMDM, some of the parameters are chosen to be constant and some variable. A comparative analysis of both motor models based on the values of some specific parameters is performed. Findings - From the comparative data analysis of both motor models, it can be concluded that the main objective of the optimisation is realised, and that is achieved by a reduction of the total weight of the motor, as well as the increase of the torque, as a result of which the specific power is increased. Originality/value - An optimisation technique based on GAs has been developed and applied to the design of a PMDM. According to the results investigated above, it can be concluded that the GA is a very suitable tool for design optimisation of PMDM and electromagnetic devices in general. The quality of the GA optimised model has been proved through the data analysis of the prototype and optimised solution. At the end, the quality of the GA solution has been again proved by comparative analysis of the two motor models using FEM as a performance analysis tool.

2010

Instantaneous torque control using flux-based commutation and phase-torque distribution technique for SR motor EV

Goto, Hiroki, et al

The purpose of this paper is to propose a new instantaneous torque control method for switched reluctance motor (SR motor) and presents experimental data in electric vehicle (EV) application. Design/methodology/approach - The proposed control method uses two kind of techniques: a flux-based commutation technique prevents the negative phase torque always. On the other hand, a direct phase-torque distribution technique gives suitable each phase-torque command under limited DC voltage. These techniques can track motor torque to the command. These control schemes are implemented on a small processor and a field programmable gate array. Findings - The experimental results of the EV show small torque ripple at low speed on both acceleration and regenerative

134

braking. Changing the parameter of the current stop angle can improve torque ripple at high speed. The proposed method can effectively control motor torque. Practical implications - The proposed method can reduce torque ripple but the implementation is very simple. The proposed control method can be used for any applications. So, that contributes to expand the application of SR motors. Originality/value - The proposed control scheme requires just static torque curve obtain by finite element analysis or simple experiments. Complex parameters, such as nonlinear inductance, current to torque profiles, and other heuristics parameters, are not necessary. The proposed control is simple but practical.

2010

Ultracapacitor technologies and application in hybrid and electric vehicles

Burke, Andrew This paper focuses on ultracapacitors (electrochemical capacitors) as energy storage in vehicle applications and thus evaluates the present state-of-the-art of ultracapacitor technologies and their suitability for use in electric and hybrid drivelines oh various types of vehicles. A key consideration in determining the applicability of ultracapacitors for a particular vehicle application is the proper assessment of the energy storage and power requirements. For hybrid-electric vehicles, the key issues are the useable energy requirement and the maximum pulse power at high efficiency. For a Prius size vehicle, if the useable energy storage is about 125 Wh and needed efficiency is 90-95%, analysis shown in this paper indicate that vehicles can be designed using carbon ultracapacitors (both carbon/carbon and hybrid carbon) that yield high fuel economy improvements for all driving cycles and the cost of the ultracapacitors can be competitive with lithium-ion batteries for high volume production and carbon prices of less than $20 kg(-1). The use of carbon/carbon devices in micro-hybrids is particularly attractive for a control strategy (sawtooth) that permits engine operation near its maximum efficiency using only a 6 kW electric motor. Vehicle projects in transit buses and passenger cars have shown that ultracapacitors have functioned as expected and significant fuel economy improvements have been achieved that are higher than would have been possible using batteries because of the higher round-trip efficiencies of the ultracapacitors. Ultracapacitors have particular advantages for use in fuel cell powered vehicles in which it is likely they can be used without interface electronics. Development of hybrid carbon devices is continuing showing energy densities of 12 Wh kg and a high efficiency power density of about 1000 W kg(-1). Vehicle simulations using those devices have shown that increased power capability in such devices is needed before full advantage can be taken of their increased energy density compared with carbon/carbon devices in some vehicle applications. Energy storage system considerations indicate that combinations of ultracapacitors and advanced batteries (Wh kg(-1) > 200) are likely to prove advantageous in the future as such batteries are developed. This is likely to be the case in plug-in hybrids with high-power electric motors for which it may be difficult to limit the size and weight of the energy storage unit even using advanced batteries.

Febrero 2010

135

Improved Direct Torque Control of Permanent Magnet Synchronous Electrical Vehicle Motor with Proportional-Integral Resistance Estimator

Hartani, Kada, et al

Electric vehicles (EVs) require fast torque response and high drive efficiency. This paper describes a control scheme of fuzzy direct torque control of permanent magnet synchronous motor for EVs. This control strategy is extensively used in EV application. With direct torque control (DTC), the electromagnetic torque and stator flux can be estimated using the measured stator voltages and currents. The estimation depends on motor parameters, except for the stator resistance. The variation of stator resistance due to changes in temperature or frequency downgrades the performance of DTC, which is controlled by introducing errors in the estimated flux linkage vector and the electromagnetic torque. Thus, compensation for the effect of stator resistance variation becomes necessary. This work proposes the estimation of the stator resistance and its compensation using a proportional-integral estimation method. An electronic differential has been also used, which has the advantage of replacing loose, heavy, and inefficient mechanical transmission and mechanical differential with a more efficient, light, and small electric motors that are directly coupled to the wheels through a single gear or an in-wheel motor.

Septiembre 2010

Electric buses - An energy efficient urban transportation means

Kuehne, Reinhart

Bus transit systems with electric traction are an important contribution to the post fossil fuel mobility. Most renewable energy sources provide energy in the form of electricity. Electric motors thus have promise in the development of the way "beyond oil". The reactivation of trolley bus systems grid bounded but also catenary free for short distances paves this way. The design of modern trolley bus operations overcomes the existing disadvantages of conventional buses using fossil fuel. Germany has an efficient industry in this field, that offers braking energy recuperation and energy storage in modern supercapacitors as well as technical and organisational innovations for a local emission free and a low noise transit system. Gentle but powerful when starting and braking, the trolley bus is cost effective and easy to integrate into an existing infrastructure. Such an electric bus system is ecological, customer-friendly and suitable for cities. It has a high economic efficiency and it also expands the traffic planning field towards an ecological future technology. This paper shows examples at home and abroad how electric buses achieve an energy solving modern urban traffic. It gives insights into technical developments of electric vehicle equipment, cateneries with fast driving handling characteristics and the use of plain electric and hybrid powertrains.

Diciembre 2010

136

Classification and Review of Control Strategies for Plug-In Hybrid Electric Vehicles

Wirasingha, Sanjaka G. et al

To reduce fuel consumption and emissions in plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), it is equally important to select an appropriate drive train topology as it is to develop a suitable power flow control strategy. While there are many control strategies that have been developed and presented, most are expansions of hybrid electric vehicle (HEV) control strategies and do not maximize the true potential the PHEV offers as a result of its ability to operate in electric-only mode over a significant distance. In this paper, state-of-the-art control strategies are reviewed and classified in detail. PHEV controllers mostly operate on either a rule-based or an optimization-based algorithm, each having its own advantages and disadvantages. An overview of the controllers is given, and an analysis on which strategy is more suitable to maximize PHEV performance in different drive cycle conditions is provided. Finally, a new classification for PHEV control strategies based on the operation of the vehicle is presented and verified through simulation results.

Enero 2011

Design and analysis of a new outer-rotor permanent-magnet flux-switching machine for electric vehicle propulsion

Fei, Wei-Zhong, et al

The purpose of this paper is to propose a new outer-rotor permanent-magnet flux-switching machine (ORPMFSM) for electric vehicle (EV) in-wheel propulsion. The paper documents both the design procedure and performance investigation of this novel machine. Design/methodology/approach - The topology and preliminary sizing equations of the ORPMFSM are introduced. The rotor poles are optimized, whilst the machine losses are particularly investigated, using 2-D finite element analysis (FEA). Findings - An ORPMFSM, with 12 stator poles and 22 rotor poles, is most suitable for the proposed EV application. The analytical sizing equations are quite efficient with a sufficient accuracy for the preliminary design. The optimal rotor pole width from the FEA results is nearly 1.3 times the original value which was proposed in early literatures. The efficiency of the proposed machine under rated load is slightly low, as a result of significant eddy current losses in the permanent magnets. The losses can be effectively suppressed with the technique of magnet segmenting. The predicted outstanding performance implies that by adopting magnet segmentation the proposed machine is a leading contender for EV direct drives. Originality/value - The outer-rotor structure of PMFSM was not addressed in early literatures. This paper provides designers with the technical background and an alternative candidate for the EV propulsion.

2011

137

Performance Benefits of a Portable Hybrid Micro-Gas Turbine Power System for Automotive Applications

Christodoulou, Fanos, et al The lower fuel burn and pollutant emissions of hybrid electric vehicles give a strong motivation and encourage further investigations in this field. The know-how on hybrid vehicle technology is maturing, and the reliability of such power schemes is being tested in the mass production. The current research effort is to investigate novel configurations, which could achieve further performance benefits. This paper presents an assessment of a novel hybrid configuration comprising a micro-gas turbine, a battery bank, and a traction motor, focusing on its potential contribution to the reduction in fuel burn and emissions. The power required for the propulsion of the vehicle is provided by the electric motor. The electric power is stored by the batteries, which are charged by a periodic function of the micro-gas turbine. The micro-gas turbine starts up when the battery depth of discharge exceeds 80%, and its function continues until the batteries are full. The performance of the vehicle is investigated using an integrated software platform. The calculated acceleration performance and fuel economy are compared with those of conventional vehicles of the same power. The sensitivity of the results to the variation in the vehicle parameters such as mass, kinetic energy recovery, and battery type is calculated to identify the conditions under which the application of this hybrid technology offers potential benefits. The results indicate that if no mass penalties are incurred by the installation of additional components, the fuel savings can exceed 23%. However, an increase in the vehicle's weight can shrink this benefit especially in the case of light vehicles. Lightweight batteries and kinetic energy recovery systems are deemed essential, enabling technologies for a realistic application of this hybrid system. Febrero 2011

Design optimization and optimal control for hybrid vehicles

Sinoquet, Delphine, et al

In the context of growing environmental concerns, hybrid-electric vehicles appear to be one of the most promising technologies for reducing fuel consumption and pollutant emissions. This paper presents a parametric study focused on variations of the size of the powertrain components, and optimization of the power split between the engine and electric motor with respect to fuel consumption. To take into account the ability of the engine to be turned off, and the energy consumed to start the engine, we consider a second state to represent the engine: this state permits to obtain a more realistic engine model than it is usually done. Results are obtained for a prescribed vehicle cycle thanks to a dynamic programming algorithm based on a reduced model, and furnish the optimal power repartition at each time step regarding fuel consumption under constraints on the battery state of charge, and may then be used to determine the best components of a given powertrain. To control the energy sources in real driving conditions, when the future is unknown, a real-time control strategy is used: the Equivalent Consumption Minimization Strategy (ECMS). In this strategy, the battery is being considered as an auxiliary reversible fuel reservoir, using a scaling

138

parameter which can be deduced from dynamic programming results. Offline optimization results and ECMS are compared for a realistic hybrid vehicle application.

Marzo 2011

GA-based neural network for energy recovery system of the electric motorcycle

Cheng, Chin-Hsing, et al

This paper discusses a regenerative braking system for the electric motorcycle that performs regenerative energy recovery based on neural network control with a boost converter. A constant regenerative current control scheme is proposed, thereby providing improved performance and high energy recovery efficiency at minimum cost. The neural network controller is used to simulate the regenerative system in Matlab/Simulink and neural network toolbox. We can sieve out the suitable training samples to obtain good performance of the controllers, and the neural network with genetic algorithms is used to design the controller. Simulation results of neural network controller show a more steady quality and extended time of charging. The proposed scheme not only increases the traveling distance of the vehicle but also improves the performance and life-cycle of batteries, and the energy recovery of batteries becomes more stable. Therefore, the market of the electric vehicle will become more competitively. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Abril 2011

Electromobility concept for racing cars based on lithium-ion batteries and supercapacitors

Frenzel, B. et al

For the construction of an all-electric race car, all aspects from engineering design over cost estimation up to the road capability are illuminated. From the most promising batteries for electric vehicle propulsion, the state-of-the art and commercial availability of lithium-ion secondary batteries is critically discussed with respect to cycle-life and unfavorable charge-discharge conditions. A market-overview is given with respect to a small electric car. Different combinations of electric motors and a recuperation system have been investigated. Weight aspects of central drive systems were considered and compared with decentralized wheel-hub drives. As a result, a centralized high-speed drive train based on a permanent-magnet synchronous engine with high-energy magnets seems to be superior due to limited space for assembly. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Junio 2011

Formula zero: Development and kart's competition driven by PEM fuel cell Mora, Joaquin, et al

Formula Zero (FZ) is an European project that promotes a zero emissions karts championship based on fuel cell (FC) technology. The project's objectives are: first, to compete at FZ championship with own FC vehicle, second, to demonstrate that sustainable mobility is possible having zero emissions

139

transports, and third, to take out all the knowledge gained during the development of this project for implanting it in future projects with FC automotive applications. The team has designed and built a kart powered by a stack of PEM 1.2 kW at a first prototype and another prototype powered by a 8 kW stack in a second stage. The goal of the project is to confirm that karts powered by hydrogen and PC are able to compete at velocity races, getting same performance as conventional karts. The difference is that the FC kart is an electric vehicle, with no emissions, no noise, and no vibrations.

Julio 2011

Design and Analysis of a Novel Axial-Flux Electric Machine

Ho, S. L. et al

A novel low-speed axial-flux-modulated motor is proposed for in-wheel applications in hybrid electric vehicles. The proposed motor breaks the traditional design rule which stipulates that the pole-pair numbers of the stator and the rotor must be equal. Special ferrite segments in the air gap are used to modulate the magnetic field. It has the merit of having a very high torque density at low speed. It can be fitted into very limited space, such as inside the wheel rim of electric vehicles. Compared with radial-flux-modulated motors (RFMM), its manufacturing and assembling process are simple and easy. Its performance is compared with that of an RFMM using two-dimensional and three-dimensional finite-element methods and the comparison results verify the validity of this proposed machine design.

Octubre 2011

Implementation of a fuel cell plug-in hybrid electric vehicle and factors affecting transportation policy

Koch, Alexander K. et al

With today's rapidly changing vehicle market, many advanced vehicle technologies are being evaluated at varying levels of governments and private organizations. This paper is intended to provide insight into the evaluation of vehicle power train technology and a brief state of the industry regarding new vehicle technology and alternative fuels. The paper proposes that public policymakers focus on metrics such as well-to-wheel greenhouse gas emissions and criteria air pollutants. Such a focus makes hydrogen vehicle technology much more attractive. The integration of a plug-in hydrogen fuel cell vehicle is described as it is found to be a promising vehicle architecture for the long-term automotive power train. Detailed mechanical and electrical integration is described in the paper. An innovative control system that was used on this vehicle and the control system is described.

Diciembre 2011

140

Influence of electric vehicle trend on new electromechanical components development

Ombach, Grzegorz, et al

An electrical revolution in the automotive sector was decided on at the end of 2008, when the European Parliament passed legislation of lower CO(2) emissions of new cars. This causes and forces the development of alternative concepts of propulsion systems and alternative fuels. These new trends of propulsion technologies such as hybrid and pure electric drive will have an impact on the entire design of cars. The purpose of this paper is to present an evolution of selected fractional horsepower electrical drives used in cars. Analysis of electromechanical components can be divided into two groups: the first one contains the currently used subsystems, e.g. electric power steering system, engine cooling systems, etc.; and the second one presents the development of new components, e.g. electric air-conditioning compressor and other by-wire technologies. Additionally, the development and trends of new materials and technologies used in electrical drives for the automotive industry are presented. Design/methodology/approach - Performed analysis based on a review of the literature and the author's own research and experience in the area of electromechanical systems for automotive applications. During motor design, computer numerical simulation method, CAD and experiment were used. The development perspectives in the area of electromechanical systems in automotive area are presented. Additionally, the evolution of fractional horse power electric motors, with the influence of new developments in the area of electric vehicles, are analysed and presented. Findings - The presented analysis shows that a change of technology from brush type motors into brushless is inevitable. Additionally, further miniaturization will be conducted using a higher energy permanent magnet. Furthermore, an increase of efficiency will be achieved by increasing the voltage level from 12 V to 48 V or even higher, e.g. 120 V. Originality/value - This is the first paper, where, in a comprehensive way, developments of fractional horse power electromechanical systems for electric and hybrid vehicles are presented. The results of this paper can be utilized during the creation of the products' road-maps in this area.

2012

Impingement-based high performance cooling configurations for automotive power converters

Panda, Pritish R. et al

Necessitated by the dwindling supply of petroleum resources, various new automotive technologies have been actively developed from the perspective of achieving energy security and diversifying energy sources. Hybrid electric vehicles and electric vehicles are a few such examples. Such diversification requires the use of power control units essentially for power control, power conversion and power conditioning applications such as variable speed motor drives (dc-ac conversion), dc-dc converters and other similar devices. Power control unit of a hybrid electric vehicle or electric vehicle is essentially the brain of the hybrid system as it manages the power flow between the electric motor generator, battery and gas engine. Over the last few years, the performance of this power control unit has been improved and size has been reduced to attain higher efficiency and performance causing the heat dissipation as well as heat density to increase significantly. Efforts are constantly

141

being made to reduce this size even further. As a consequence, a better high performance cooler/heat exchanger is required to maintain the active devices temperature within optimum range. Jet impingement is one such cooling scheme which has been widely used to dissipate transient and steady concentrated heat loads and can be applied to existing cooling system with minor modifications. The aim of the present study has therefore been to study the various cooling options based on impingement for application in hybrid electric vehicle and other similar consumer products and perform parametric and optimization study on the selected designs. Significant improvements in terms of thermal performance and volume reduction have been shown both experimentally and numerically.

Enero 2012

Electrical Motor Drivelines in Commercial All-Electric Vehicles: A Review

de Santiago, Juan, et al

This paper presents a critical review of the drivelines in all-electric vehicles (EVs). The motor topologies that are the best candidates to be used in EVs are presented. The advantages and disadvantages of each electric motor type are discussed from a system perspective. A survey of the electric motors used in commercial EVs is presented. The survey shows that car manufacturers are very conservative when it comes to introducing new technologies. Most of the EVs on the market mount a single induction or permanent-magnet (PM) motor with a traditional mechanic driveline with a differential. This paper illustrates that comparisons between the different motors are difficult by the large number of parameters and the lack of a recommended test scheme. The authors propose that a standardized drive cycle be used to test and compare motors.

Febrero 2012


Ethernet - A Survey on its Fields of Application

Sommer, Joerg, et al

During the last decades, Ethernet progressively became the most widely used local area networking (LAN) technology. Apart from LAN installations, Ethernet became also attractive for many other fields of application, ranging from industry to avionics, telecommunication, and multimedia. The expanded application of this technology is mainly due to its significant assets like reduced cost, backward-compatibility, flexibility, and expandability. However, this new trend raises some problems concerning the services of the protocol and the requirements for each application. Therefore, specific adaptations prove essential to integrate this communication technology in each field of application. Our primary objective is to show how Ethernet has been enhanced to comply with the specific requirements of several application fields, particularly in transport, embedded and multimedia contexts. The paper first describes the common Ethernet LAN technology and highlights its main

142

features. It reviews the most important specific Ethernet versions with respect to each application field's requirements. Finally, we compare these different fields of application and we particularly focus on the fundamental concepts and the quality of service capabilities of each proposal.

2010

Omnipresent Ethernet-Technology Choices for Future End-to-End Networking

Gumaste, Ashwin, et al

We propose an all-Ethernet end-to-end communication framework for the access, metro and core networks called Omnipresent Ethernet (or OEthernet). The proposed hierarchy is based on two inherent assumptions: (1) present manner of interconnection in carrier networks from a graph theory perspective and (2) recent advances in Carrier Ethernet. The OEthernet approach makes good use of the advances of Ethernet from the LAN to the MAN and now to carrier networks, while inducing pragmatic traffic requirements for end-to-end communication. The OEthernet concept is a new end-to-end communication paradigm focused in particular to meet emerging service needs taking business requirements into consideration. The proposed solution is based on concepts of binary routing, source routing, logical topology abstraction and tagged connection oriented flow provisioning leading to a new communication hierarchy that facilitates end-to-end communication. This end-to-end solution uses Ethernet and its associated advances as an enabler technology. We define the advantages, the technological choices and the traffic assumptions for this end-to-end Ethernetworking hierarchy. Following which we postulate simple algorithms for converting an arbitrary network to one which facilitates source routing and binary routing-two concepts that are instructive in our solution. Subsequent to the conceptual explanation the engineering aspects of the implementation are detailed. In particular end-to-end communication using our solution, in the presence and absence of IP as a network layer is showcased. The solution is analyzed from a utilization and delay perspective. An optical implementation of the end-to-end OEthernet solution for enterprise networks is also proposed. Included is a new node architecture leading to a class of optical networking called O-BiS or Optical Bit-Switching. Comparison with existing approaches as well as positioning with respect to all-IP networks is then showcased. Triple Play services are simulated over our networking solution to validate our results.

Abril 2010

On the Seamless Interconnection of IEEE1588-Based Devices Using a PROFINET IO Infrastructure

Ferrari, Paolo, et al

Several types of industrial Real-Time Ethernet (RTE) networks could be present in the same plant. This work deals with the clock synchronization problems that arise when different RTE network infrastructures are interconnected. Specifically, this paper is focused on the exploitation of PROFINET IO Conformance Class C infrastructure for the interconnection of other industrial communication devices or measurement instruments that use IEEE1588 for clock synchronization. Actually, such devices (e.g., LXI instruments, EtherNet/IP devices, etc.) cannot be satisfactorily synchronized if

143

directly connected to the PROFINET infrastructure, because of the large time errors (up to 100 mu s). The solution proposed in this paper is an intelligent clock synchronization converter that has fewer limitations if compared with other systems, like boundary clocks. The basic idea is the creation of a "black-box" (a sort of remote bridging device) for the interconnection of IEEE1588 nodes through a PROFINET IO host plant, with zero-configuration on both systems. The proposed approach differs from boundary clock since its goal is to keep the PROFINET IO and the IEEE1588 synchronization domains separated, exploiting the possibility to tunnel the IEEE1588 time information through the PROFINET IO infrastructure with sufficient precision. In order to verify the practical feasibility of the proposed solution, LXI Class B instruments have been connected to the infrastructure of a real PROFINET IO network. The results show that the standard deviation of the synchronization accuracy is only 10 ns higher than the one measured in the case of a dedicated (separated) network for the LXI instruments.

Agosto 2010

Multigig Lossless Data Compression Device

Mehboob, Rizwana et al

This paper presents a novel lossless data compression device that extends enterprise network to branch offices by integrating multiple communication technologies. The presented device incorporates Gigabit Ethernet, STM1/STM4/STM16 interfaces for WAN connectivity, fiber channel interfaces for storage area network and 10G Ethernet interface for enterprise network connectivity. The device implements a novel architecture that implements the LZ77 lossless data compression algorithm in hardware. The high throughput data compression architecture enables the interfacing of the diverse high-speed communication technologies besides preserving the channel bandwidth for accommodating multiple applications. The device finds consumer applications to optimize WAN bandwidth, healthcare, media & broadcasting and storage area networks (SAN)

Agosto 2010

Remote Automation Laboratory Using a Cluster of Virtual Machines

Gardel Vicente, Alfredo, et al

This paper presents a remote laboratory for industrial automation comprising different programmable logic controller (PLC) manufacturers. This facility provides an environment for remote users to learnmany automation topics while using different PLCs together with several types of sensors, actuators, and industrial communication networks. The laboratory architecture that makes up the remote automation laboratory (RAL) is based on a Moodle-server master PC (MPC), which also manages the booking system of PLC benches available in the laboratory. There exist a cluster of virtual machines (VMs) running on several slave PCs (SPCs), four VMs per SPC. Each VM can manage a type of PLC bench of the automation laboratory. The MPC server balances the load of SPCs allowing the implementation and easy upgrading of the RAL offering different PLCs at the same time within the same remote interface. The remote laboratory has Internet protocol cameras providing a view of the

144

real environment of each PLC bench to the remote user. The authentication system and management of remote users and PLC benches are made via Moodle plug-ins and hypertext preprocessor (PHP) scripts. Two external/internal routers dynamically configure the remote users' access to a particular PLC bench. RAL architecture can be applied to other e-learning areas.

Octubre 2010

SEATTLE: A Scalable Ethernet Architecture for Large Enterprises

Kim, Changhoon, et al

IP networks today require massive effort to configure and manage. Ethernet is vastly simpler to manage, but does not scale beyond small local area networks. This article describes an alternative network architecture called SEATTLE that achieves the best of both worlds: The scalability of IP combined with the simplicity of Ethernet. SEATTLE provides plug-and-play functionality via flat addressing, while ensuring scalability and efficiency through shortest-path routing and hash-based resolution of host information. In contrast to previous work on identity-based routing, SEATTLE ensures path predictability, controllability, and stability, thus simplifying key network-management operations, such as capacity planning, traffic engineering, and troubleshooting. We performed a simulation study driven by real-world traffic traces and network topologies, and used Emulab to evaluate a prototype of our design based on the Click and XORP open-source routing platforms. Our experiments show that SEATTLE efficiently handles network failures and host mobility, while reducing control overhead and state requirements by roughly two orders of magnitude compared with Ethernet bridging.

Febrero 2011

Platotex: an innovative and fully automated device for cell growth scale-up of agar-supported solid-state fermentation

Adelin, Emilie, et al

Among various factors that influence the production of microbial secondary metabolites (MSM), the method of cultivation is an important one that has not been thoroughly investigated. In order to increase microbial throughput and simplify the extraction and workup steps, we performed a study to compare liquid-state fermentation (LSF) with agar-supported solid-state fermentation (AgSF). We found that AgSF is not only more suitable for our applications but offers, for some microbial strains, a higher yield and broader diversity of secondary metabolites. The main limitation of AgSF is the lack of a system to allow production scale-up. In order to overcome this obstacle we developed Platotex, an original fermentation unit offering 2 m(2) of cultivation surface that combines automatic sterilization, cultivation, and drying steps. Platotex is also able to support both LSF and solid-state fermentation (SSF). Platotex conforms to international security and quality requirements and benefits from total remote automation through industrial communication and control standards.

Febrero 2011

145

An architecture for adaptive fuzzy control in industrial environments

Mendes, Jerome, et al

The paper presents an architecture for adaptive fuzzy control of industrial systems. Both conventional and adaptive fuzzy control can be designed. The control methodology can integrate a priori knowledge about the control and/or about the plant, with on-line control adaptation mechanisms to cope with time-varying and/or uncertain plant parameters. The paper presents the fuzzy control software architecture that can be integrated in industrial processing and communication structures. It includes four distinct modules: a mathematical fuzzy library, a graphical user interface (GUI), fuzzy controller, and industrial communication. Three types of adaptive fuzzy control methods have been studied, and compared: (1) direct adaptive, (2) indirect adaptive, and (3) combined direct/indirect adaptive. An experimental benchmark composed of two mechanically coupled electrical DC motors has been employed to study the performance of the presented control architectures. The first motor acts as an actuator, while the second motor is used to generate nonlinearities and/or time-varying load. Results indicate that all tested controllers have good performance in overcoming changes of DC motor load.

Abril 2011

A Survey of Virtual LAN Usage in Campus Networks

Yu, Minlan, et al

VLANs are widely used in today's enterprise networks to improve Ethernet scalability and support network policies. However, manuals and textbooks offer very little information about how VLANs are actually used in practice. Through discussions with network administrators and analysis of configuration data, we describe how three university campuses and one academic department use VLANs to achieve a variety of goals. We argue that VLANs are ill-suited to some of these goals (e. g., VLANs are often used to realize access control policies, but constrain the types of policies that can be expressed). Furthermore, the use of VLANs leads to significant complexity in the configuration of network devices.

Julio 2011

How to Access Factory Floor Information Using Internet Technologies and Gateways

Sauter, Thilo, et al

Information transfer is an essential factor in automation systems. For reasons of practicability, the development of industrial communication networks focused on horizontal aspects, i.e., the provision of suitable automation networks on the various levels. Conversely, vertical integration has become a topic of interest only in the recent past and mostly concerns the interconnection of field-level networks and IP-based office-type networks. Such interconnection can reasonably be achieved via gateways. This survey paper reviews concepts and defines a set of criteria that are relevant for the

146

design of such gateways. Furthermore, it compares the applicability of common Internet communication standards like SNMP, LDAP, SQL, native web technologies, OPC XML-DA, and OPC UA as higher-level access protocols to field-level data, thus providing a basis for vertical integration on an application level. For comparison, a dedicated proprietary protocol is discussed as well.

Noviembre 2011

The GMPLS Controlled Optical Networks as Industry Communication Platform

Korniak, Janusz

In this paper, Generalized Multiprotocol Label Switching (GMPLS) controlled optical networks are considered as industry communication network. GMPLS is a Next-Generation Network technology which will be used to build new Internet backbone. Thanks to the features of a new public network, Internet can become a platform for industrial communication including critical data, transactional flow, and real-time data. The benefits of such a network for industry are explained in this paper. Next, the idea and architecture of intelligent, next-generation optical transport networks is discussed and explained. One of the challenges of GMPLS technology is a reliability as the main factor which influences service quality. Therefore, the method of improving reliability of GMPLS is proposed. This method bases on the implementing of redundancy in the control plane. Using Monte Carlo simulation and proposed reliability analysis method quantity improvement of GMPLS network reliability is shown and the merits of using this method are confirmed. Achieved simulation results and analysis confirm also that this emerging optical transport network will offer industry long distance communication with transmission condition compared to what is provided by dedicated WAN links. Simultaneously using public infrastructure can reduce cost of long distance communication.

Noviembre 2011

Remote monitoring for high-speed CNC processes over public IP networks using CyberOPC

Torrisi, Nunzio Marco, et al

Process analytical technology encourages the industry to adopt innovative technologies to increase quality. The key components of this approach are better understanding the product manufacturing process, data analysis, process analytical tools, process monitoring, and continuous feedback during the manufacturing process. Remote process analytical technology over public IP networks can significantly reduce the cost of maintenances and technical support, and simplify the classical OPC-like architecture based on multiple server gateways. The requirements for using remote process analytical technology for high-speed processes are mainly concerned with cyber security and high data refresh rate on the remote monitoring machine. This work intends to evaluate a new, open application protocol named CyberOPC dedicated to CNC machines. The CyberOPC version presented in this paper supersedes the first version presented in previous papers, which had no streaming features. The CyberOPC technology is not only an open alternative to other data exchange protocols, but it also introduces streaming capabilities to gain high refresh rate on remote control stations. It is based on the Client/Server Model, where a software layer is introduced between CNC and the remote

147

monitoring station, on the Server side of CyberOPC. Even if the case study adopts a tunneling Schema that includes server gateways, the requirements to develop protocols in embedded devices and modern CNC are fulfilled by several devices that include a TCP/IP stack.

Abril 2012


Psychological model based attitude prediction for context-aware services

Kwon, Ohbyung

Context-aware computing is useful in providing individualized and automated services; so far it has focused on acquiring extra-personal and observable context such as location, weather and activity. By comparison, only very little research has been completed acquiring intra-personal and perceived context, despite its usefulness and diverse applications such as healthcare, marketing and smart homes. In particular, one of the most important psychological factors in personalized service selection and provision is individual attitude. Hence, the purpose of this paper is to propose a novel methodology of acquiring individual attitude context data for a more sophisticated context-aware service. We developed a model based approach to estimate the positive feedback of target services and products based on individual stimuli, which are regarded as external context. Models and corresponding modules are collected from research models on attitudes. To show the feasibility of the ideas proposed in this paper, we developed and examined a prototype system through laboratory experiments.

Marzo 2010

A Real-Time Stereo Depth Extraction Hardware for Intelligent Home Assistant Robot

Kim, Dong-Sun, et al.

One of the fastest growing next generation consumer products is a robot technology industry and it is rapidly forming a huge market. A depth extraction is one of the key techniques to adopt a home assistant robot for avoiding obstacles and looking for a transfer route. However, a home assistant robot mounted stereo vision systems produce unpredictable changes in video sequences when the robot is walking and needs hard computation to produce an accurate estimation. In this paper, we propose hardware based real-time stereo depth extraction method for an intelligent home assistant robot. For fast adaption of the external environment, we present depth map extraction algorithm by using preprocessing, parallel prediction searching employing median filter. Experimental results show that the proposed method reduces the processing time and the energy consumption compared to the conventional methods. This implementation is suitable for adaptive real-time depth extraction that is compatible with current robot applications.

Agosto 2010

148

Smart Home Energy Management System using IEEE 802.15.4 and ZigBee

Han, Dae-Man, et al.

Wireless personal area network and wireless sensor networks are rapidly gaining popularity, and the IEEE 802.15 Wireless Personal Area Working Group has defined no less than different standards so as to cater to the requirements of different applications. The ubiquitous home network has gained widespread attentions due to its seamless integration into everyday life. This innovative system transparently unifies various home appliances, smart sensors and energy technologies. The smart energy market requires two types of ZigBee networks for device control and energy management. Today, organizations use IEEE 802.15.4 and ZigBee to effectively deliver solutions for a variety of areas including consumer electronic device control, energy management and efficiency, home and commercial building automation as well as industrial plant management. We present the design of a multi-sensing, heating and air-conditioning system and actuation application - the home users: a sensor network-based smart light control system for smart home and energy control production. This paper designs smart home device descriptions and standard practices for demand response and load management "Smart Energy" applications needed in a smart energy based residential or light commercial environment. The control application domains included in this initial version are sensing device control, pricing and demand response and load control applications. This paper introduces smart home interfaces and device definitions to allow interoperability among ZigBee devices produced by various manufacturers of electrical equipment, meters, and smart energy enabling products. We introduced the proposed home energy control systems design that provides intelligent services for users and we demonstrate its implementation using a real testbad.

Agosto 2010

Design and Implementation of Smart Home Energy Management Systems based on ZigBee

Han, Dae-Man, et al.

Today, organizations use IEEE802.15.4 and ZigBee to effectively deliver solutions for a variety of areas including consumer electronic device control, energy management and efficiency home and commercial building automation as well as industrial plant management. The Smart home energy network has gained widespread attentions due to its flexible integration into everyday life. This next generation green home system transparently unifies various home appliances, smart sensors and wireless communication technologies. The green home energy network gradually forms a complex system to process various tasks. Developing this trend, we suggest a new Smart Home Energy Management System (SHEMS) based on an IEEE802.15.4 and ZigBee (we call it as a "ZigBee sensor network"). The proposed smart home energy management system divides and assigns various home network tasks to appropriate components. It can integrate diversified physical sensing information and control various consumer home devices, with the support of active sensor networks having both sensor and actuator components. We develop a new routing protocol DMPR (Disjoint Multi Path based Routing) to improve the performance of our ZigBee sensor networks. This paper introduces the

149

proposed home energy control system's design that provides intelligent services for users. We demonstrate its implementation using a real environment.

Agosto 2010

Communication and Computation in Buildings: A Short Introduction and Overview

Dietrich, Dietmar, et al.

Building automation (BA) and smart homes (SHs) have traditionally not been a unified field but varied by their origins, legal foundations, different applications, different goals, and national funding programs for basic research. Only within the last years that an international common focus appeared. The following overview gives not only an introduction into the topic of BA but also the distinction to other areas of automation, in which networks of the field level (the sensor and actuator level) play an important role. Finally, the scientific challenges will be mentioned. SHs are referred to when the differences to BA have to be explicitly stressed. This paper is an introduction for the special IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS section on BA and shall introduce the reader to this new topic. BA not only has a huge economic potential but also is of significant academic interest today.

Noviembre 2010

Behavior Learning in Dwelling Environments With Hidden Markov Models

Bruckner, Dietmar, et al.

Building automation systems (BASs) have seen widespread distribution also in private residences over the past few years. The ongoing technological developments in the fields of sensors, actuators, as well as embedded systems lead to more and more complex and larger systems. These systems allow ever-better observations of activities in buildings with a rapidly growing number of possible applications. Unfortunately, control systems with lots of parameters, which would be normally utilized, are hard to describe and-from a context-deriving view-hard to understand with standard control engineering techniques. This paper presents an approach to how statistical methods can be applied to (future) BASs to extract semantic and context information from sensor data. A hierarchical model structure based on hidden Markov models is proposed to establish a framework. The lower levels of the model structure are used to observe the sensor values themselves, whereas the higher levels provide a basis for the semantic interpretation of what is happening in the building. Ultimately, the system should be able to give a condensed overview of the daily routine of a sensor or the process that the sensor observes. While knowing the context

Noviembre 2011

150

Embedded web services

Shelby, Zach

The Internet of Things is the next big possibility and challenge for the Internet. Extending the web architecture to this new domain of constrained wireless networks and devices will be key to achieving the flexibility and scalability needed to make it a success. Web services have proven to be indispensable in creating interoperable communications between machines on today's Internet, but at the same time the overhead and complexity of web service technology such as SOAP, XML, and HTTP are too high for use in the constrained environments often found in machine-to-machine applications (e.g., energy monitoring, building automation, and asset management). This article first gives an overview of the web architecture, its core REST concepts, and the current state of the art in web services. Two key activities required in order to achieve efficient embedded web services are introduced: a fresh approach to a web application transfer protocol and efficient payload encoding. The article analyzes the most promising payload encoding techniques and introduces the new IETF Constrained RESTful Environments (CoRE) standardization activity.

Diciembre 2010

What would you ask to your home if it were intelligent? Exploring user expectations about next-generation homes

Bonino, Dario, et al.

Ambient Intelligence (AmI) research is giving birth to a multitude of futuristic home scenarios and applications; however a clear discrepancy between current installations and research-level designs can be easily noticed. Whether this gap is due to the natural distance between research and engineered applications or to mismatching of needs and solutions remains to be understood. This paper discusses the results of a survey about user expectations with respect to intelligent homes. Starting from a very simple and open question about what users would ask to their intelligent homes, we derived user perceptions about what intelligent homes can do, and we analyzed to what extent current research solutions, as well as commercially available systems, address these emerging needs. Interestingly, most user concerns about smart homes involve comfort and household tasks and most of them can be currently addressed by existing commercial systems, or by suitable combinations of them. A clear trend emerges from the poll findings: the technical gap between user expectations and current solutions is actually narrower and easier to bridge than it may appear, but users perceive this gap as wide and limiting, thus requiring the AmI community to establish a more effective communication with final users, with an increased attention to real-world deployment.

2011

151

Using smart card in rfid infrastructure to protect consumer privacy

Lu, Mi-Cheng, et al.

As the application of Radio Frequency IDentification (RFID) technology in supply chain is getting mature, most of the products we purchase from the retailers will carry RFID tags in the near future. By exploiting RFID tags on garments, packs of food, home appliances and so on, the logistic and sales processes could operate more effectively PI However, with the efforts to adopt the RFID technology, considerable disputes about consumer privacy have occurred that lead to market boycotts promoted by some privacy advocates. In order to prevent the possible threat of spying the information stored in the low-cost RFID tags after purchase, but still allow the customers to enjoy the convenient function provided by tags, a simple and feasible mechanism based on symmetrical encryption and smart card system is proposed. The traceable Electronic Product Code (EPC) inside RFID tag should be encrypted by the key stored in the membership card at the supermarkets, and decrypted by the same key at home for smart use.

Abril 2011

GRS: The Green, Reliability, and Security of Emerging Machine to Machine Communications.

Lu, Rongxing, et al.

Machine-to-machine communications is characterized by involving a large number of intelligent machines sharing information and making collaborative decisions without direct human intervention. Due to its potential to support a large number of ubiquitous characteristics and achieving better cost efficiency, M2M communications has quickly become a market-changing force for a wide variety of real-time monitoring applications, such as remote e-healthcare, smart homes, environmental monitoring, and industrial automation. However, the flourishing of M2M communications still hinges on fully understanding and managing the existing challenges: energy efficiency (green), reliability, and security (GRS). Without guaranteed GRS, M2M communications cannot be widely accepted as a promising communication paradigm. In this article, we explore the emerging M2M communications in terms of the potential GRS issues, and aim to promote an energy-efficient, reliable, and secure M2M communications environment. Specifically, we first formalize M2M communications architecture to incorporate three domains - the M2M, network, and application domains - and accordingly define GRS requirements in a systematic manner. We then introduce a number of GRS enabling techniques by exploring activity scheduling, redundancy utilization, and cooperative security mechanisms. These techniques hold promise in propelling the development and deployment of M2M communications applications.

Abril 2011

152

Challenging Incommensurability: What We Can Learn from Ludwik Fleck for the Analysis of Configurational Innovation

Peine, Alexander

This paper argues that Ludwik Fleck's concepts of thought collectives and proto-ideas are surprisingly topical to tackle some conceptual challenges in analyzing contemporary innovation. The objective of this paper is twofold: First, it strives to establish Ludwik Fleck as an important classic on the map of innovation analysis. A systematic comparison with Thomas Kuhn's work on paradigms, a concept highly influential in various branches of innovation studies, suggests a number of pronounced yet under-researched advantages of a Fleckian perspective in the context of technological change and innovation. Secondly, the paper links these advantages to some recent changes in the organization of innovation. Due to the rising pervasiveness of Information and Communication Technologies (ICTs), configurational innovation has become commonplace that cuts across the boundaries of established trajectories of knowledge generation. Fleck's graded understanding of the closedness of thought collectives and his weak notion of incommensurability provide powerful metaphors to grasp the peculiarities of configurational innovation.

Diciembre 2011

Ethical frontiers of ICT and older users: cultural, pragmatic and ethical issues

McLean, Athena

The reality of an ageing Europe has called attention to the importance of e-inclusion for a growing population of senior citizens. For some, this may mean closing the digital divide by providing access and support to technologies that increase citizen participation; for others, e-inclusion means access to assistive technologies to facilitate and extend their living independently. These initiatives address a social need and provide economic opportunities for European industry. While undoubtedly desirable, and supported by European Union initiatives, several cultural assumptions or issues related to the initiatives could benefit from fuller examination, as could their practical and ethical implications. This paper begins to consider these theoretical and practical concerns. The first part of the paper examines cultural issues and assumptions relevant to adopting e-technologies, and the ethical principles applied to them. These include (1) the persistence of ageism, even in e-inclusion; (2) different approaches to, and implications of independent living; and (3) the values associated with different ethical principles, given their implications for accountability to older users. The paper then discusses practical issues and ethical concerns that have been raised by the use of smart home and monitoring technologies with older persons. Understanding these assumptions and their implications will allow for more informed choices in promoting ethical application of e-solutions for older persons.

Diciembre 2011

153

G.HNEM: The New ITU-T Standard on Narrowband PLC Technology

Oksman, Vladimir

Narrowband power line communications (NB-PLC) systems operating in the frequency range 3-500 kHz were developed and used in the past few decades for telecommunications, metering, control, and automation. Recently, OFDM-based NB-PLC solutions known as G3 and PRIME came to the market after a long monopoly of single-carrier technologies, offering higher bit rates, robustness, and flexibility, which are vital for smart grid applications. However, it was realized that an international standard is important to ensure worldwide interoperable products and avoid market fragmentation. In the beginning of 2010, the IEEE Standards Association and ITU-T started standardization of NB-PLC technologies based on OFDM, launching the P1901.2 and G. hnem projects, respectively. This article gives a technical overview of the ITU-T G. hnem standard, which defines a unified NB-PLC OFDM-based technology targeting multiple smart grid applications: smart metering, distributed automation, in-home energy management, generic home automation, car charging, and others, using IPv6 as the main networking protocol.

Diciembre 2011

Challenges of information and communication technology in energy efficient smart homes

Markovic, Dragan, et al.

Energy saving is an important issue in the times of increasing energy prices. Products and services provided by the information and communication technology (ICT) can support energy efficiency and emissions reductions. The synergy of ICT and a residential area gives rise to the smart home environment. Ecological and smart home network applications should not only improve the peoples life satisfaction in the domain of health care, security protection, and efficient management of energy and resource consumption, but they should also enable personal happy life through easy communication with community people, high level entertainment, continuous education and so on. A smart home in the smart grid is the latest addition to a family of ideas emerging in relation to the ICT usage in the home. This paper presents an overview of the smart home concept and some challenges that ICT faces in that environment.

Febrero 2012.

154

3.2 Proyectos tecnológicos con potencial para generar patentes

Introducción

La Organización Mundial de la Propiedad Intelectual (OMPI) es un organismo especializado de las Naciones Unidas, encargado de velar la protección en todo el mundo de los derechos de los creadores y propietarios de activos de propiedad intelectual así como por el reconocimiento y la debida retribución de inventores y autores.

En México el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI) es el Organismo público descentralizado con personalidad jurídica y patrimonio propio y con la autoridad legal para administrar el sistema de propiedad industrial en nuestro país.

La propiedad industrial se aplica no sólo a la industria y al comercio, también a las industrias agrícolas y extractivas de todos los productos fabricados o naturales (vinos, granos, hojas de tabaco, frutos, animales, minerales, aguas minerales, cervezas, flores, harinas).

La protección jurídica de la propiedad industrial estimula a las empresas a mejorar procesos de producción, productos y formas de comercialización que utilizan en sus actividades de producción y comercio para acrecentar su competitividad y obtener un beneficio económico.

Patentes

La patente es el privilegio que concede el Estado a una persona física o moral para producir o utilizar en forma exclusiva y durante un plazo limitado (2O años) una invención que haya sido desarrollada por dicha persona.

• Puede tratarse de una patente de producto, equipo o proceso. • Vigencia de 20 años improrrogables, contada a partir de la fecha de presentación de la

solicitud y estará sujeta al pago de la tarifa correspondiente. • La patente es un incentivo que ofrece al inventor reconocimiento por su actividad creativa y

retribución material por su invención comercial. • Esos incentivos fomentan la innovación, lo que además contribuye a mejorar la calidad de la

vida humana.

En contrapartida a la obtención de derechos exclusivos, el inventor tiene la obligación de divulgar al público la invención patentada, de modo que terceros pueda beneficiarse de los nuevos conocimientos y contribuir así al desarrollo tecnológico.

La información sobre patentes comprende toda la información que ha sido publicada en los documentos de patente o que puede obtenerse al analizar estadísticas sobre patentes. Se trata de:

155

• Información técnica procedente de la descripción y los dibujos de la invención; • Información jurídica procedente de las reivindicaciones de la patente en las que se define su

alcance y su condición jurídica o su vigencia en determinados países; • Información de tipo comercial que se obtiene a partir de los datos correspondientes al

inventor, a la fecha de presentación, al país de origen, etc.; • Información pertinente para las políticas públicas que emana del análisis de la evolución

registrada en la presentación de solicitudes de patente y que puede ser utilizada por los formuladores de políticas, por ejemplo, en las estrategias de política industrial nacional.

Requisitos de patentabilidad

Utilidad: La invención debe tener utilidad práctica o ser susceptible de aplicación industrial, es decir, posibilidad de producir o utilizar una invención (producto o proceso) en cualquier rama de la actividad económica.

Novedad: En la invención debe observarse una nueva característica hasta el momento no conocida en el cuerpo de conocimientos (estado de la técnica) en el campo técnico de que se trate.

Estado de la Técnica: Conjunto de conocimientos técnicos que se hacen públicos mediante una descripción oral o escrita, por explotación u otro medio de difusión o información, en el país o en el extranjero.

No evidencia: En la invención debe observarse lo que se ha venido a llamar actividad inventiva, a saber, algo que no pueda ser deducido por una persona con conocimientos generales en el campo técnico de que se trate.

Materia patentable: Conforme a la normativa del país, que varía de un caso a otro. En muchos países no se consideran patentables las teorías científicas, los métodos matemáticos, las variedades vegetales y animales, los descubrimientos de sustancias naturales, los métodos de tratamiento médico (en oposición a los productos médicos) y toda invención cuya explotación comercial se considere necesario impedir a los fines de proteger el orden público, las buenas costumbres y la salud pública.

Invenciones NO patentables en México

La Ley de la Propiedad Industrial no considera patentable:

• Los procesos esencialmente biológicos para la producción, reproducción y propagación de plantas y animales;

• El material biológico y genético, tal como se encuentra en la naturaleza; • Las razas animales; • El cuerpo humano y partes vivas que lo componen; y • Las variedades vegetales.

156

Derechos de prioridad y Titular

Los requisitos de novedad y actividad inventiva (no evidencia) deben cumplirse en una fecha determinada, por lo general, la fecha en la que se presente la solicitud.

Existe una excepción, el llamado derecho de prioridad, que se aplica exclusivamente a las solicitudes efectuadas en países que sean parte en el Convenio de París.

Derecho de prioridad: Se entiende como el hecho de que, tras haber presentado una solicitud en un Estado parte en el Convenio de París, el mismo solicitante (o su causahabiente) tiene la facultad, en un período de tiempo específico (12 meses), para solicitar protección respecto de la misma invención en cualquiera de los demás Estados partes en el convenio en cuestión y se procederá como si esa solicitud hubiera sido presentada el mismo día que la solicitud anterior.

Licencia de patentes

La persona a la que se concede la patente se conoce como titular de la patente o propietario de la patente. Una vez concedida la patente con respecto a un país concreto, todo tercero que desee comercializar la invención en ese país debe obtener previamente autorización del titular de la patente (licencia). La protección se concede por un plazo limitado (20 años) al término del cual expira la patente el titular de la patente deja de tener derechos exclusivos de la invención, y la invención pasa a formar parte del dominio público, quedando a disposición de terceros para su explotación comercial.

El titular tiene la facultad para conceder autorización o una licencia a terceros a los fines de la utilización de la invención sobre la base de condiciones convenidas entre ambas partes. Además, el titular tiene la facultad de vender su derecho respecto de la invención a terceros, que lógicamente pasarán a ser los nuevos titulares de la patente.

En las leyes de patentes se contemplan casos en los que se puede proceder a la explotación de una invención patentada sin precisarse autorización del titular de la misma (licencia obligatoria), por ejemplo, el hecho de que el gobierno lo utilice en aras del interés público o sobre la base de una licencia obligatoria.

En contrapartida a la decisión de conceder una licencia obligatoria debe preverse una remuneración adecuada en favor del titular de la patente. Además, cabe señalar que toda decisión de licencia obligatoria puede ser objeto de apelación.

157

Proyectos tecnológicos de empresas mexicanas con potencial para generar patentes.

Existen empresas mexicanas de base tecnológica cuyo potencial de desarrollo e innovación en sus proyectos, son susceptibles de generar registros de propiedad industrial como lo son las patentes.

A continuación se mencionan dos empresas con potencial, con el fin de guardar la confidencialidad tanto de la empresa como de su proyecto a registrar solo se mostraran aspectos generales.

Empresa # 1

Formada por un grupo de ingenieros expertos en sistemas de telecomunicaciones y electrónica con amplia experiencia en voz sobre IP, y con la visión de ser una empresa proveedora de servicios y productos en telecomunicaciones IP basados en desarrollos tecnológicos especializados.

Se ha distinguido como una empresa de base tecnológica abierta a la colaboración con instituciones que han contribuido a su crecimiento y desarrollo tecnológico. En ese sentido, ha participado en iniciativas que le han ayudado a generar su modelo de gestión tecnológica.

Dentro de su Oferta de Valor esta se contempla fortalecer la línea de negocio de Conmutadores de Voz IP, para acercar la comunicación digital al mercado de telecomunicaciones de las MiPyMES, ofreciendo para ello, servicios de telefonía IP, que por sus características tecnológicas, precios accesibles y alta calidad son competitivos en mundo globalizado y tecnológico actual.

Generalidades del proyecto

A pesar que México es un mercado en alto crecimiento, no hay empresas mexicanas que desarrollen módulos de telefonía IP, hecho que deja en clara desventaja a las empresas que tienen que usar e importar esta tecnología.

Actualmente, las MiPyMES no pueden acceder a los productos propietarios debido a sus altos costos, o provoca en las empresas pequeñas y medianas una desventaja competitiva en términos de comunicación, en comparación con las grandes empresas que pueden adquirir desarrollos propietarios a altos costos. De la misma manera y pese a que los desarrollos abiertos son más económicos, sigue siendo complicado el manejo y operación de los Conmutadores basados en esta desarrollos, lo que los hace de difícil acceso a las MiPyMES y público en general, requiriendo para su uso cotidiano de personal técnico especializado en su uso e instalación.

Partiendo de la problemática planteada, además del análisis de estudios de mercado, tendencias y prospectiva tecnológicas en materia de telecomunicaciones y telefonía IP; la empresa en base a su experiencia y conocimiento del sector, ha identificado las principales características técnicas/tecnológicas, operativas y económicas que un conmutador telefónico IP comercial debe reunir para ser exitoso en el mercado.

158

El objetivo es el desarrollo técnico del prototipo del Conmutador de voz IP de alto contenido tecnológico y primer lote de prueba, para establecer las bases de un fortalecimiento de una nueva línea de negocios en la empresa para mejorar nuestra competitividad, desarrollar capacidades empresariales, comerciales, técnicas y tecnológicas, además de crear y mantener empleos altamente especializados.

Al término del proyecto, se tendrá prototipo comercial de un Conmutador telefónico de VoIP con posibilidad de ser comercializado en México y América Latina principalmente, por lo que es indispensable proteger la propiedad intelectual de los diseños y desarrollos en materia de software y hardware.

Empresa # 2

Se crea como una empresa dedicada a la investigación, desarrollo de proyectos, asesoría y fabricación de soluciones de comunicación en el sector M2M (Machine to Machine), creada por ingenieros con amplia experiencia en sistemas de seguridad, sistemas de telecomunicaciones y diseño electrónico cuya visión es el desarrollo de tecnología mexicana aplicada en productos de diversos segmentos tecnológicos de mercado como:

• Monitoreo de sistemas críticos • Monitoreo de sistemas de seguridad electrónicos inalámbricos. • Telemetría y Telemática. • Telecontrol.

La empresa ha sido proyectada como una empresa de base tecnológica abierta, en este sentido, se han creado diferentes productos que solucionan necesidades específicas del mercado como lo son:

• Kit de Desarrollo GSM y Curso de Open AT (software embebido). • Convertidor RS232 a Ethernet. • Mini UPS para uso Industrial, Salida 12Vdc a 1.2, 2.5 y 3 Amp.

Actualmente está realizando la tramitación de la vinculación con instituciones educativas y de investigación, cómo lo es el Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey con el fin de fortalecer las capacidades tecnológicas de los ingenieros de la compañía.

Sobre las capacidades de la empresa, destaca la experiencia profesional de sus Ingenieros con más de 30 años de experiencia en el ramo del diseño electrónico así como de la seguridad electrónica y particularmente en el campo de las comunicaciones inalámbricas de corto y largo alcance.

Tiene la visión de fortalecer y acercar la comunicación digital inalámbrica al mercado de la seguridad, telemetría y domótica de sistemas, que por sus características tecnológicas, precios accesibles y alta calidad sean competitivos en el mundo globalizado y tecnológico actual.

159

La visión a mediano y largo plazo es el posicionamiento de sus productos en los mercados de América Latina, USA y Europa.

Generalidades del proyecto

En el mercado global de la seguridad electrónica, existen actualmente sistemas de seguridad propietarios ó de marcas reconocidas mundialmente (Honeywell, DSC, BOSCH, GE etc.), estos sistemas toman su nombre al hecho que pertenecen a las empresas que los desarrollan; durante años, estas empresas han monopolizado el mercado de los sistemas de seguridad; ofreciendo productos a muy alto costo, carentes de flexibilidad operativa y si el cliente requiere de cambios especiales, estos fabricantes cobran cantidades muy altas por hacer dichos cambios además de comprometer al cliente a comprar miles de equipos.

El PROYECTO Nace como una alternativa al escenario de desarrollos de marcas conocidas mundialmente pero poco flexibles, ya que, estas marcas continúan siendo las que manipulan el mercado nacional e internacional, esto debido a que la tecnología de estas marcas continúa siendo cerrada y se encuentra concentrada en empresas estadounidenses, canadienses y brasileñas. El Proyecto consiste en crear un prototipo técnico de un sistema de Alarma que cumpla con las necesidades específicas de protección y monitoreo de los cajeros automáticos (ATM) en México y el extranjero.

Documents

Vigilancia Tecnológica de “Aplicaciones de baterías de ... · Automatización Industrial, Motores Industriales, unicación Industrial o EthernetCom y Domótica. Específicamente,