Usuario:
Modelo Conceptual
Descripción
Modelo D4 - Acelerometría
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:3157
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Adquisición acelerométrica
¿Cómo se obtiene la señal del batido durante vuelo libre?
Grupo 2: Grupo 2: Extracción de cinemática
¿Cómo se extraen frecuencia y ángulo de batido desde la señal?
Grupo 3: Grupo 3: Diagnóstico propulsivo
¿Cómo se convierte la cinemática en eficiencia propulsiva?
Grupo 4: Grupo 4: Firma de daño muscular
¿Cómo altera el daño muscular la señal y la eficiencia?
Grupo 5: Grupo 5: Firma neuromuscular
¿Cómo se manifiesta una perturbación de coordinación temporal?
Grupo 6: Grupo 6: Diagnóstico diferencial
¿Cómo se distingue daño muscular de perturbación neuromuscular?
Grupo 7: Grupo 7: Clasificación automática de vuelo
¿Cómo se clasifica automáticamente el modo de vuelo?
ID:1072
Grupo 1: Grupo 1: Adquisición acelerométrica
Descripción
¿Cómo se obtiene la señal del batido durante vuelo libre?
Pregunta clave: ¿Cómo se obtiene la señal del batido durante vuelo libre?
El eje dorsoventral de este acelerómetro triaxial miniaturizado registra la aceleración del cuerpo del ave durante cada ciclo de batido, generando una señal que sube y baja al ritmo de cada aleteo. Estas dos huellas distintas en la señal —la caída conjunta de la frecuencia de batido, el ángulo de batido y el número de Strouhal por un lado, y la asimetría en los tiempos de semiciclo por el otro— permiten distinguir, a partir de un solo acelerómetro triaxial miniaturizado, si un ave con un aleteo anómalo sufre un daño muscular o una perturbación neuromuscular. Este número de Strouhal calculado a partir de la señal del acelerómetro triaxial miniaturizado es, en la práctica, el diagnóstico funcional directo de la eficiencia propulsiva del ave, obtenido sin necesidad de observarla en vuelo. La misma señal del acelerómetro triaxial miniaturizado, comparada contra umbrales predefinidos, permite además clasificar de forma automática el modo de vuelo que el ave está ejecutando en cada momento, una aplicación directa de este mismo método de acelerometría. Esa asimetría en los tiempos de semiciclo es la huella que deja en la señal del acelerómetro triaxial miniaturizado un sistema nervioso que ya no coordina el batido con la misma precisión temporal que un sistema nervioso sano.
ID:7419
Grupo 2: Grupo 2: Extracción de cinemática
Descripción
¿Cómo se extraen frecuencia y ángulo de batido desde la señal?
Pregunta clave: ¿Cómo se extraen frecuencia y ángulo de batido desde la señal?
Al aplicar una transformada de Fourier a esa señal, se obtiene la frecuencia de batido con una precisión alta, y al medir la amplitud de la misma señal se puede estimar el ángulo de batido, la amplitud angular con la que el ave mueve las alas en cada ciclo. A partir de la frecuencia de batido y del ángulo de batido que entrega esta señal, se calcula el número de Strouhal, el mismo parámetro que compara la frecuencia y la amplitud de cada ciclo de aleteo con la velocidad de avance del ave y que indica si ese aleteo sigue siendo propulsivamente eficiente. La segunda anomalía es la perturbación neuromuscular: en este caso, la frecuencia de batido y el ángulo de batido pueden mantenerse dentro de rangos normales en promedio, pero aparece una asimetría en los tiempos de cada semiciclo del batido, de modo que el ave tarda un tiempo distinto en completar la mitad ascendente y la mitad descendente de cada ciclo. Estas dos huellas distintas en la señal —la caída conjunta de la frecuencia de batido, el ángulo de batido y el número de Strouhal por un lado, y la asimetría en los tiempos de semiciclo por el otro— permiten distinguir, a partir de un solo acelerómetro triaxial miniaturizado, si un ave con un aleteo anómalo sufre un daño muscular o una perturbación neuromuscular. La primera es el daño muscular: cuando el músculo pectoral del ave está dañado, tanto la frecuencia de batido como el ángulo de batido caen respecto a los valores que ese mismo individuo mostraría sano, y el número de Strouhal calculado con esos valores reducidos sale del rango óptimo que indica un aleteo propulsivamente eficiente.
ID:7420
Grupo 3: Grupo 3: Diagnóstico propulsivo
Descripción
¿Cómo se convierte la cinemática en eficiencia propulsiva?
Pregunta clave: ¿Cómo se convierte la cinemática en eficiencia propulsiva?
A partir de la frecuencia de batido y del ángulo de batido que entrega esta señal, se calcula el número de Strouhal, el mismo parámetro que compara la frecuencia y la amplitud de cada ciclo de aleteo con la velocidad de avance del ave y que indica si ese aleteo sigue siendo propulsivamente eficiente. Este número de Strouhal calculado a partir de la señal del acelerómetro triaxial miniaturizado es, en la práctica, el diagnóstico funcional directo de la eficiencia propulsiva del ave, obtenido sin necesidad de observarla en vuelo. La primera es el daño muscular: cuando el músculo pectoral del ave está dañado, tanto la frecuencia de batido como el ángulo de batido caen respecto a los valores que ese mismo individuo mostraría sano, y el número de Strouhal calculado con esos valores reducidos sale del rango óptimo que indica un aleteo propulsivamente eficiente. Estas dos huellas distintas en la señal —la caída conjunta de la frecuencia de batido, el ángulo de batido y el número de Strouhal por un lado, y la asimetría en los tiempos de semiciclo por el otro— permiten distinguir, a partir de un solo acelerómetro triaxial miniaturizado, si un ave con un aleteo anómalo sufre un daño muscular o una perturbación neuromuscular. Al aplicar una transformada de Fourier a esa señal, se obtiene la frecuencia de batido con una precisión alta, y al medir la amplitud de la misma señal se puede estimar el ángulo de batido, la amplitud angular con la que el ave mueve las alas en cada ciclo.
ID:7421
Grupo 4: Grupo 4: Firma de daño muscular
Descripción
¿Cómo altera el daño muscular la señal y la eficiencia?
Pregunta clave: ¿Cómo altera el daño muscular la señal y la eficiencia?
La primera es el daño muscular: cuando el músculo pectoral del ave está dañado, tanto la frecuencia de batido como el ángulo de batido caen respecto a los valores que ese mismo individuo mostraría sano, y el número de Strouhal calculado con esos valores reducidos sale del rango óptimo que indica un aleteo propulsivamente eficiente. Estas dos huellas distintas en la señal —la caída conjunta de la frecuencia de batido, el ángulo de batido y el número de Strouhal por un lado, y la asimetría en los tiempos de semiciclo por el otro— permiten distinguir, a partir de un solo acelerómetro triaxial miniaturizado, si un ave con un aleteo anómalo sufre un daño muscular o una perturbación neuromuscular. A partir de la frecuencia de batido y del ángulo de batido que entrega esta señal, se calcula el número de Strouhal, el mismo parámetro que compara la frecuencia y la amplitud de cada ciclo de aleteo con la velocidad de avance del ave y que indica si ese aleteo sigue siendo propulsivamente eficiente. Al aplicar una transformada de Fourier a esa señal, se obtiene la frecuencia de batido con una precisión alta, y al medir la amplitud de la misma señal se puede estimar el ángulo de batido, la amplitud angular con la que el ave mueve las alas en cada ciclo. La segunda anomalía es la perturbación neuromuscular: en este caso, la frecuencia de batido y el ángulo de batido pueden mantenerse dentro de rangos normales en promedio, pero aparece una asimetría en los tiempos de cada semiciclo del batido, de modo que el ave tarda un tiempo distinto en completar la mitad ascendente y la mitad descendente de cada ciclo.
ID:7422
Grupo 5: Grupo 5: Firma neuromuscular
Descripción
¿Cómo se manifiesta una perturbación de coordinación temporal?
Pregunta clave: ¿Cómo se manifiesta una perturbación de coordinación temporal?
La segunda anomalía es la perturbación neuromuscular: en este caso, la frecuencia de batido y el ángulo de batido pueden mantenerse dentro de rangos normales en promedio, pero aparece una asimetría en los tiempos de cada semiciclo del batido, de modo que el ave tarda un tiempo distinto en completar la mitad ascendente y la mitad descendente de cada ciclo. Esa asimetría en los tiempos de semiciclo es la huella que deja en la señal del acelerómetro triaxial miniaturizado un sistema nervioso que ya no coordina el batido con la misma precisión temporal que un sistema nervioso sano. Estas dos huellas distintas en la señal —la caída conjunta de la frecuencia de batido, el ángulo de batido y el número de Strouhal por un lado, y la asimetría en los tiempos de semiciclo por el otro— permiten distinguir, a partir de un solo acelerómetro triaxial miniaturizado, si un ave con un aleteo anómalo sufre un daño muscular o una perturbación neuromuscular. Al aplicar una transformada de Fourier a esa señal, se obtiene la frecuencia de batido con una precisión alta, y al medir la amplitud de la misma señal se puede estimar el ángulo de batido, la amplitud angular con la que el ave mueve las alas en cada ciclo. La primera es el daño muscular: cuando el músculo pectoral del ave está dañado, tanto la frecuencia de batido como el ángulo de batido caen respecto a los valores que ese mismo individuo mostraría sano, y el número de Strouhal calculado con esos valores reducidos sale del rango óptimo que indica un aleteo propulsivamente eficiente.
ID:7423
Grupo 6: Grupo 6: Diagnóstico diferencial
Descripción
¿Cómo se distingue daño muscular de perturbación neuromuscular?
Pregunta clave: ¿Cómo se distingue daño muscular de perturbación neuromuscular?
Estas dos huellas distintas en la señal —la caída conjunta de la frecuencia de batido, el ángulo de batido y el número de Strouhal por un lado, y la asimetría en los tiempos de semiciclo por el otro— permiten distinguir, a partir de un solo acelerómetro triaxial miniaturizado, si un ave con un aleteo anómalo sufre un daño muscular o una perturbación neuromuscular. La primera es el daño muscular: cuando el músculo pectoral del ave está dañado, tanto la frecuencia de batido como el ángulo de batido caen respecto a los valores que ese mismo individuo mostraría sano, y el número de Strouhal calculado con esos valores reducidos sale del rango óptimo que indica un aleteo propulsivamente eficiente. La segunda anomalía es la perturbación neuromuscular: en este caso, la frecuencia de batido y el ángulo de batido pueden mantenerse dentro de rangos normales en promedio, pero aparece una asimetría en los tiempos de cada semiciclo del batido, de modo que el ave tarda un tiempo distinto en completar la mitad ascendente y la mitad descendente de cada ciclo.
ID:7424
Grupo 7: Grupo 7: Clasificación automática de vuelo
Descripción
¿Cómo se clasifica automáticamente el modo de vuelo?
Pregunta clave: ¿Cómo se clasifica automáticamente el modo de vuelo?
La misma señal del acelerómetro triaxial miniaturizado, comparada contra umbrales predefinidos, permite además clasificar de forma automática el modo de vuelo que el ave está ejecutando en cada momento, una aplicación directa de este mismo método de acelerometría.
ID:7425