Laboratorio de Robótica y Mecatrónica CIC

23/09/2026

¡Nueva publicación!

Nos complace compartir el artículo “Hypercomplex Codebooks Optimized by MQED and Low-Complexity Spherical Detection”, publicado el 21 de septiembre de 2026 en la revista científica Applied Sciences, como parte del Special Issue 5G/6G Mechanisms, Services, and Applications: 2nd Edition.

El trabajo fue desarrollado por Sergio Vidal-Beltrán, Brenda Lourdes Ramírez-Gómez, Marco Antonio Acevedo-Mosqueda, María Elena Acevedo-Mosqueda y Sandra Luz Gómez-Coronel, investigadores del Instituto Politécnico Nacional, con afiliaciones a la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Zacatenco, y a la Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas (UPIITA).

La investigación aborda las comunicaciones de sexta generación (6G) y estudia una arquitectura de acceso múltiple basada en SCMA, utilizando representaciones hipercomplejas y codebooks cuaterniónicos para enfrentar la interferencia entre usuarios y aprovechar la diversidad asociada con antenas de doble polarización.

🧠 Uno de los principales resultados consiste en identificar que el alfabeto cuaterniónico \(Q_8\) sin optimizar presenta una distancia euclidiana mínima cuaterniónica (MQED) igual a cero en el nivel de superposición. A partir de ello, los autores proponen un codebook optimizado que incrementa la MQED de 0 a 0.447.

🔬 Estos resultados contribuyen al estudio de técnicas de procesamiento de señales y acceso múltiple para sistemas de comunicación de nueva generación, particularmente en el contexto de las redes 6G.

📄 Artículo:
Hypercomplex Codebooks Optimized by MQED and Low-Complexity Spherical Detection

👥 Autores: Sergio Vidal-Beltrán, Brenda Lourdes Ramírez-Gómez, Marco Antonio Acevedo-Mosqueda, María Elena Acevedo-Mosqueda y Sandra Luz Gómez-Coronel.

📚 Revista: Applied Sciences, 2026, 16(18), 9382.

📅 Publicado: 21 de septiembre de 2026.

🔗 Artículo:
https://www.mdpi.com/2076-3417/16/18/9382

🔗 DOI:
https://doi.org/10.3390/app16189382

22/09/2026

⚙️🚨 ¿Puede un solo sensor medir fuerzas y movimientos en seis direcciones?

Investigadores desarrollaron un nuevo sensor capaz de medir simultáneamente tres componentes de fuerza y tres de torque utilizando una sola estructura piezocerámica ultradelgada. 🔬

El dispositivo emplea una carcasa de material piezoeléctrico de apenas 50 micrómetros de espesor, cuya deformación cambia dependiendo de la dirección y tipo de fuerza aplicada. Esta característica permite distinguir las diferentes cargas sin recurrir a conjuntos de múltiples sensores.

📈 En pruebas dinámicas, el sensor alcanzó una precisión de desacoplamiento del 99.37 % en 120,000 pruebas aleatorias. Además, presentó límites de detección inferiores a 3 mN en fuerza normal, 4 mN en fuerza tangencial y 0.3 mN·m en torque.

Con un peso de apenas 3.85 gramos, el sensor fue integrado en pinzas robóticas para realizar ensamblajes delicados y en exoesqueletos para monitorear movimientos durante procesos de rehabilitación.

🔧 Este desarrollo muestra cómo la integración de materiales piezoeléctricos, diseño mecánico y electrónica puede permitir sensores compactos y de alta precisión para sistemas mecatrónicos, robótica y dispositivos portátiles.

📄 Artículo: Monolithic 6-Axis Force/Torque Sensing by a Single Ultrathin Piezoceramic Shell

📚 Revista: Nature Communications (2026)

🔗 DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-026-75631-3

🖼️ Fuente de la investigación: Gong et al., Nature Communications (2026), Open Access.

15/09/2026

⚙️ ¿Puede la inteligencia artificial mejorar el movimiento de los materiales inteligentes?

Investigadores desarrollaron un método que combina deep learning y optimización estructural para diseñar metamateriales piezoeléctricos con mejores propiedades electromecánicas. 🧠🔧

El estudio utiliza estructuras conocidas como superficies mínimas periódicas tridimensionales (TPMS), cuya geometría puede modificarse para controlar cómo un material responde ante estímulos eléctricos y mecánicos.

Mediante un modelo de aprendizaje profundo, los investigadores pudieron predecir rápidamente las propiedades de estas microestructuras y optimizar simultáneamente su densidad y dirección de polarización piezoeléctrica.

📈 Como resultado, el diseño optimizado alcanzó un incremento del 156.1 % en el desplazamiento de salida de un actuador piezoeléctrico, en comparación con un diseño convencional de densidad uniforme y polarización simétrica.

🔬 Este avance podría contribuir al desarrollo de sensores, actuadores, sistemas de recolección de energía y dispositivos electromecánicos con estructuras más ligeras y eficientes.

📄 Artículo: Deep learning-driven multi-scale optimization for high-performance TPMS-based piezoelectric metamaterials

📚 Revista: International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 325, 2026

🔗 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2026.111831

🖼️ Fuente de la investigación: Liu et al., International Journal of Mechanical Sciences (2026), Elsevier.

09/09/2026

⚙️ ¿Un mecanismo de reloj puede ayudar a generar electricidad?

Investigadores presentaron LONG, un sistema de generación de energía inspirado en el mecanismo de escape de los relojes.

Este diseño aprovecha movimientos irregulares —como vibraciones, viento o movimiento humano— y los regula mecánicamente para producir una salida eléctrica más estable. El mecanismo almacena y libera la energía de forma controlada, evitando que las variaciones del movimiento afecten tanto al suministro.

En pruebas, el sistema alcanzó hasta 300 V y 19 μA, operó durante más de tres minutos con una sola carga de resorte y alimentó 125 LEDs, un termohigrómetro y un sistema de recolección de polvo.

🔧 Esta investigación muestra cómo la mecánica de precisión, los materiales y la electrónica pueden integrarse en dispositivos autosuficientes de baja potencia, con posibles aplicaciones en sensores, monitoreo ambiental y dispositivos portátiles.

📄 Artículo:
https://www.nature.com/articles/s41378-026-01259-4

🔗 DOI:
https://doi.org/10.1038/s41378-026-01259-4

🖼️ Imagen: Lee et al., Microsystems & Nanoengineering (2026), CC BY 4.0.

The intermittent nature of ambient mechanical energy sources such as wind, vibration, and human motion poses a significant challenge for the stable operation of triboelectric nanogenerators (TENGs). To address this issue, this study presents a long-lasting operable triboelectric nanogenerator (LONG)...

08/09/2026

📄 ¡Nueva publicación!

Nos complace compartir el artículo:
“Coupled Fourier Neural Operator and Vision Transformer Bottleneck for Parameter-Efficient Brain Tumor Segmentation”, publicado en Mathematics (MDPI).

Este trabajo fue realizado por Abel Alejandro Rubín Alvarado, Juan Humberto Sossa Azuela y Vianey Guadalupe Cruz Sánchez, investigadores del Centro de Investigación en Computación (CIC-IPN), en colaboración con Humberto de Jesús Ochoa Domínguez y Osslan Osiris Vergara Villegas, de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez (UACJ).

La investigación presenta un modelo de inteligencia artificial para segmentar subregiones de tumores cerebrales en imágenes de resonancia magnética multimodal. La propuesta combina un Fourier Neural Operator (FNO) y un Vision Transformer (ViT) en una arquitectura eficiente.

Los resultados, evaluados con BraTS 2020, muestran que el método puede procesar de 257 a 16,040 cortes por época y mantener resultados competitivos con menos parámetros que modelos comparables.

⚙️La contribución principal es una alternativa más eficiente para el análisis de imágenes médicas, con potencial para apoyar el desarrollo de herramientas de segmentación automatizada.

🔗 Lee el artículo completo aquí:
https://www.mdpi.com/2227-7390/14/17/3242

Web:
https://www.mdpi.com/2227-7390/14/17/3242

PDF:
https://www.mdpi.com/2227-7390/14/17/3242/pdf

https://doi.org/10.3390/math14173242

08/09/2026

🧠 Cuando la física ayuda a los robots a adaptarse
Fuera del laboratorio, los robots pueden enfrentar superficies irregulares, cargas inesperadas o ráfagas de viento. Prepararlos para cada situación con enormes bases de datos es costoso y difícil.
Un estudio reciente presenta PhyFilter, un método que combina aprendizaje automático con principios físicos y retroalimentación en tiempo real. Así, el sistema corrige sus decisiones mientras opera y puede adaptarse mejor ante condiciones que no encontró durante su entrenamiento.
La propuesta fue evaluada con robots cuadrúpedos en terrenos y cargas desconocidas, drones expuestos al viento y manipuladores aéreos capaces de capturar objetos con precisión.
⚙️ Este trabajo es relevante para la mecatrónica porque integra sensores, control, modelos físicos e inteligencia artificial para desarrollar robots más robustos en entornos reales.
🔗 Artículo: https://doi.org/10.1038/s44182-026-00114-y

Living organisms exhibit extraordinary adaptability to unseen environments through their intrinsic physical structures and lifelong feedback-driven learning. Endowing robots with comparable generalization is critical for reliable operation in the real world. While recent approaches attempt to improv...

03/09/2026

🤖 Un robot que cae… y sigue avanzando
¿Un robot capaz de sobrevivir una caída de más de cinco metros y continuar su recorrido? Investigadores presentaron Tribar, un robot de tensegridad formado por barras rígidas y cables elásticos que absorben los impactos.
Además de resistir aterrizajes de alta energía, el robot puede desplazarse de forma autónoma sobre terrenos irregulares. Este tipo de diseño podría ser útil en exploración planetaria y operaciones de búsqueda y rescate, donde la resistencia y la movilidad son fundamentales.
El estudio fue publicado recientemente en Nature Machine Intelligence.
🔗 Artículo: https://doi.org/10.1038/s42256-026-01280-2
📷 Imagen: Kramer-Bottiglio et al., cortesía de Springer Nature (vía DongA Science).

28/08/2026

📄🎉 ¡Nueva Publicación!

Nos complace compartir el artículo:
📝 "Quaternion SVD-SCMA for 6G Uplink: Exploiting Cross-Polarization Diversity in Hypercomplex 4D Spaces", publicado en Electronics (MDPI), dentro del número especial Advances in Next-Generation 6G Wireless Networks.

Este trabajo —realizado por Sergio Vidal-Beltrán, Brenda Lourdes Ramírez-Gómez, Grethell Georgina Pérez-Sánchez, Jesús Yaljá Montiel-Pérez y José Luis López-Bonilla— propone un esquema de acceso múltiple SCMA basado en descomposición en valores singulares cuaterniónica (SVD), explotando la diversidad de polarización cruzada mediante representaciones en espacios hipercomplejos 4D.

📌 Una contribución clave para el desarrollo de esquemas de acceso múltiple robustos en redes 6G.

🔗 Lee el artículo completo aquí:
https://www.mdpi.com/2079-9292/15/14/3221
Website: https://www.mdpi.com/2079-9292/15/14/3221
PDF Version: https://www.mdpi.com/2079-9292/15/14/3221/pdf

https://doi.org/10.3390/electronics15143221

28/08/2026

📄🎉 ¡Nueva Publicación!

Nos complace compartir el artículo:
📝 "Asynchronous Co-Execution of PyTorch on Zynq-7000: FPGA Matrix Delegation and PS–PL Overlap for End-to-End Inference Throughput", publicado en Electronics (MDPI), dentro del número especial Hardware Acceleration for Machine Learning, 2nd Edition.

Este trabajo —realizado por Omar Hernández-Yáñez, Alejandro Juárez-Lora, Jesús Yaljá Montiel-Pérez, Víctor H. Ponce-Ponce y Herón Molina-Lozano— propone un esquema de coejecución asíncrona entre PyTorch y una FPGA Zynq-7000, delegando operaciones matriciales al hardware y aprovechando el traslape entre el procesador (PS) y la lógica programable (PL) para mejorar el throughput de inferencia de extremo a extremo.

Website: https://www.mdpi.com/2079-9292/15/15/3308
PDF Versión: https://www.mdpi.com/2079-9292/15/15/3308/pdf

📌 Una contribución clave para el desarrollo de sistemas de aceleración por hardware para machine learning.

🔗 Lee el artículo completo aquí:
Hernandez-Yañez, O.; Juarez-Lora, A.; Montiel-Pérez, J.Y.; Ponce-Ponce, V.H.; Molina-Lozano, H. Asynchronous Co-Execution of PyTorch on Zynq-7000: FPGA Matrix Delegation and PS–PL Overlap for End-to-End Inference Throughput. Electronics 2026, 15, 3308. https://doi.org/10.3390/electronics15153308

28/08/2026

🎉 ¡Muchas felicidades, Jonathan Axel Cruz! 👏

Por obtener el grado de Doctor en Ciencias de la Computación, por el del Instituto Politécnico Nacional.

🎓 ¡Te deseamos mucho éxito en tus futuros proyectos!🤖

Tema de tesis: "Modelo emotivo humano mediante señales EEG."👏