Revista Cubana de Ciencias Informáticas

Multiplicación eficiente de un vector por una matriz MDS con polinomio característicoirreducible

ABSTRACT Multiplication of a vector by an MDS matrix is a key process in many fields, such as cryptography. Algorithms for efficient multiplication of a vector by an MDS matrix have been designed to optimize the multiplication process, reducing the computational complexity, which allows for more efficient resource utilization. In this paper, based on previous work by the lead author, a new algorithm for the efficient multiplication of a vector by an MDS matrix with irreducible characteristic polynomial was designed and substantiated. The presented algorithm is based on the multiplication of two polynomials modulo a generator polynomial of a nontrivial linear MDS code [n, k, d] over 𝔽 2 𝐬 and in the worst case it is only necessary to store 3(𝑛− 𝑘) values of the 𝔽 𝟐 𝒔 for the multiplication of a vector by an MDS (𝑛−−?) × (𝑛−𝑘) matrix over 𝔽 𝟐 𝒔 and 4(𝑛−𝑘) values for the multiplication of the vector by the inverse matrix. Multiplying two polynomials of degree 𝑚 over 𝔽 𝟐 𝒔 has a complexity of 𝛰(𝑚 log 2 𝑚 ), whereas if the Karatsuba approach and its improvements are used, the complexity is 𝛰( 𝑚 𝛼 ), 1≤𝛼≤2, where 𝛼=1.46 for the best known algorithm . So, the complexity of the algorithm is 𝛰(𝑚 log 2 𝑚 ), plus a multiplication in 𝔽 𝟐 𝒔 and it is not necessary to explicitly write the matrix or the inverse.

RESUMEN La multiplicación de un vector por una matriz MDS es un proceso clave en muchos campos, como la criptografía. Los algoritmos para la multiplicación eficiente de un vector por una matriz MDS se han diseñado para optimizar el proceso de multiplicación, reduciendo la complejidad computacional, lo que permite la utilización de los recursos de manera más eficiente. En este artículo, sobre la base de trabajos anteriores del autor principal se diseñó y fundamentó un nuevo algoritmo para la multiplicación eficiente de un vector por una matriz MDS con polinomio característico irreducible. El algoritmo que se presenta se basa en la multiplicación de dos polinomios módulo un polinomio generador de un código MDS lineal no trivial [n, k, d] sobre 𝔽 𝟐 𝒔 y en el peor caso sólo es necesario almacenar 3(𝑛− 𝑘) valores de la 𝔽 𝟐 𝒔 para la multiplicación de un vector por una matriz MDS (𝑛−𝑘) × (𝑛−𝑘) sobre 𝔽 𝟐 𝒔 y 4(𝑛−𝑘) valores para la multiplicación del vector por la matriz inversa. Multiplicar dos polinomios módulo un polinomio sobre 𝔽 𝟐 𝒔 de grado 𝑚 tiene una complejidad de 𝛰(𝑚 log 2 𝑚 ), mientras que, si se utiliza el enfoque de Karatsuba y sus mejoras, la complejidad es 𝛰( 𝑚 𝛼 ), 1≤𝛼≤2, donde 𝛼=1,46 para el mejor algoritmo conocido. Así que la complejidad del algoritmo es 𝛰(𝑚 log 2 𝑚 ), más una multiplicación en 𝔽 ?? 𝒔 y no es necesario escribir explícitamente la matriz o la inversa.

Soluciones IoT: Importancia monitorización del entorno y la seguridad en residencias gerontológicas

RESUMEN Las residencias gerontológicas se encargan de cuidar a personas mayores que pueden padecer enfermedades degenerativas y, en muchos casos, dependen parcial o totalmente de otra persona. Los avances tecnológicos ofrecen oportunidades significativas para apoyar al personal de estas instituciones y mejorar la calidad del servicio brindado a los residentes. Este artículo analiza la relevancia del Internet de las Cosas (IoT) en las residencias gerontológicas, una tecnología basada en dispositivos que recopilan y transmiten datos. El IoT trabaja junto con tecnologías como 5G, ZigBee y RFID, permitiendo crear entornos inteligentes, automatizar tareas y monitorear condiciones en tiempo real. Sin embargo, su aplicación presenta obstáculos importantes, como garantizar la seguridad de los datos y abordar cuestiones éticas relacionadas, buscando un equilibrio entre la autonomía de los residentes y el contacto humano necesario. Se destacan proyectos innovadores que ejemplifican el uso de esta tecnología en el cuidado de adultos mayores, integrando sensores, controladores y actuadores para monitorear su bienestar y enviar alertas en tiempo real en caso de incidentes. La metodología utilizada incluyó la comparación de diversos proyectos enfocados en áreas clave como la salud, la seguridad y la gestión de medicamentos en contextos geriátricos, identificando prácticas efectivas y componentes clave para su implementación.

ABSTRACT Gerontological residences are responsible for caring for older adults who may suffer from degenerative diseases and, in many cases, depend partially or entirely on another person. Technological advancements offer significant opportunities to support the staff in these institutions and improve the quality of service provided to the residents. This article examines the relevance of the Internet of Things (IoT) in gerontological residences, a technology based on devices that collect and transmit data. IoT works alongside technologies like 5G, ZigBee, and RFID, enabling the creation of smart environments, task automation, and real-time condition monitoring. However, its implementation faces significant challenges, such as ensuring data security and addressing related ethical issues, seeking a balance between residents' autonomy and the necessary human contact. The article highlights innovative projects that demonstrate the application of this technology in elder care, integrating sensors, controllers, and actuators to monitor residents' well-being and send real-time alerts in case of incidents. The methodology used involved comparing various projects focused on key areas such as health, safety, and medication management in geriatric contexts, identifying effective practices and key components for their implementation.

Detección de arritmias con fotopletismografía utilizando dos métodos de aprendizaje automático

RESUMEN En la actualidad nuevos estudios señalan las potencialidades de la señal fotopletismográfica para detectar arritmias cardíacas. La adquisición de la señal fotopletismográfica es menos compleja en comparación con la adquisición del electrocardiograma y requiere de un único sensor, superándolo en sencillez y reducción de costos. El presente estudio tiene como objetivo desarrollar dos algoritmos de aprendizaje automático para detectar arritmias, específicamente: fibrilación auricular, bradicardia sinusal y taquicardia sinusal. Los dos algoritmos utilizan técnicas diferentes, uno está basado en Máquinas de Vectores Soporte y el otro en redes neuronales Perceptrón Multicapa. Para el entrenamiento y evaluación de los algoritmos se utilizaron 117 registros de la base de datos del PhysioNet/Computing in Cardiology Challenge 2015. Estos registros fueron reanotados por dos especialistas en cardiología. El algoritmo basado en Máquinas de Vectores Soporte mostró una sensibilidad del 73% para fibrilación auricular, 77% para bradicardia y 93% para taquicardia, mientras que para el algoritmo basado en Perceptrón Multicapa fue de 74%, 87% y 89% respectivamente. El modelo basado en Máquinas de Vectores Soporte durante el proceso de evaluación obtuvo una exactitud global del 75%, mientras que el basado en Perceptrón Multicapa logró una exactitud global del 77%. Los algoritmos propuestos demandan pocos recursos de cómputo por lo que pueden ser implementados en dispositivos portátiles. Los resultados son similares a varios estudios reportados en la literatura orientados a la detección de arritmias basándose únicamente en la señal fotopletismográfica.

ABSTRACT Currently new studies point out the potential of photoplethysmographic signal to detect arrhythmias. The acquisition of the photoplethysmographic signal is less complex compared to the acquisition of the electrocardiogram and requires a single sensor, surpassing it in simplicity and cost reduction. The objective of this work is to develop two machine learning algorithms to detect arrhythmias, specifically: atrial fibrillation, sinus bradycardia, and sinus tachycardia. The two algorithms use different techniques, one is based on Support Vector Machines and the other on Multilayer Perceptron neural networks. For the training and evaluation of the algorithms, 117 records from the PhysioNet/Computing in Cardiology Challenge 2015 database were used. These records were annotated by two cardiology specialists. The Support Vector Machines based algorithm showed a sensitivity of 73% for atrial fibrillation, 77% for bradycardia and 93% for tachycardia, while for the Multilayer Perceptron based algorithm it was 74%, 87% and 89% respectively. The Support Vector Machines based model during the evaluation process achieved an overall accuracy of 75%, while the Multilayer Perceptron based model achieved an overall accuracy of 77%. The proposed algorithms require few computing resources so they can be implemented on portable devices. The results are similar to several studies reported in the literature aimed at detecting arrhythmias based solely on the photoplethysmographic signal.

Automatización de la Comunicación Escuela-Padres: Un Enfoque Innovador mediante el Uso de Herramientas Digitales y Redes Sociales para Optimizar la Gestión de los Reportes Conductuales y de Aprovechamiento Académico

RESUMEN Este artículo presenta los resultados de la implementación de un sistema automatizado de comunicación entre escuela y padres; el cual fue diseñado para mejorar el seguimiento académico y conductual de los estudiantes en instituciones educativas. Este sistema utiliza herramientas digitales y redes sociales, como la API de WhatsApp junto con tecnologías de desarrollo como Laravel y ReactJS, para facilitar la gestión de reportes de aprovechamiento y comportamiento. Los métodos tradicionales, como los reportes impresos y correos electrónicos presentan limitaciones significativas, lo que motivó la creación de una plataforma que permite la entrega de información en tiempo real y la retroalimentación continua entre padres y docentes. La implementación de este sistema ha demostrado beneficios notables, tales como un aumento del 30% en la eficiencia administrativa, una mejora del 45% en la participación de los padres, y una optimización del tiempo de los docentes, permitiéndoles enfocarse más en actividades pedagógicas. Este proyecto no solo optimiza la comunicación educativa, sino que también contribuye al desarrollo integral de los estudiantes al involucrar activamente a los padres en su proceso formativo.

ABSTRACT This article presents the results of implementing an automated school-to-parent communication system designed to improve academic and behavioral tracking of students in educational institutions. This system utilizes digital tools and social media, such as the WhatsApp API, along with development technologies like Laravel and ReactJS, to facilitate the management of academic and behavioral reports. Traditional methods, such as printed reports and emails, present significant limitations, motivating the creation of a platform that enables real-time information delivery and continuous feedback between parents and teachers. The implementation of this system has demonstrated notable benefits, including a 30% increase in administrative efficiency, a 45% improvement in parental engagement, and an optimization of teachers’ time, allowing them to focus more on pedagogical activities. This project not only optimizes educational communication but also contributes to students' holistic development by actively involving parents in their formative process.

Buenas prácticas para la institucionalización del proceso de aseguramiento de la calidad del proceso y del producto

RESUMEN Resulta muy útil para las organizaciones desarrolladoras del software el proceso de aseguramiento de la calidad del proceso y del producto. Este proceso tiene como objetivo fundamental: obtener información relevante con el fin de evaluar la calidad de los procesos de la organización para la toma de decisiones. El proceso incluye la revisión y evaluación de la conformidad entre la definición de los procesos y la ejecución de estos en la producción. Las buenas practicas aplicadas en esta área se centran en definir el proceso, las actividades, los roles, los productos de trabajos y demás componentes de un proceso, y no abordan la institucionalización del proceso en las organizaciones y la mejora continua del mismo lo cual condiciona significativamente el rendimiento, la utilidad y la efectividad de los procesos de una manera disciplinada. En el presente artículo se abordan el cómo aplicar las buenas prácticas de planificación, monitoreo y control, gestión de la configuración y gestión de riesgo para institucionalizar el proceso de aseguramiento de la calidad del proceso y el producto.

ABSTRACT The process of process and product quality assurance is very useful for software development organizations. The main objective of this process is to obtain relevant information in order to evaluate the quality of the organization's processes for decision making. The process includes the review and evaluation of the conformity between the definition of the processes and their execution in production. The good practices applied in this area focus on defining the process, activities, roles, work products and other components of a process, and do not address the institutionalization of the process in the organization and its continuous improvement, which significantly conditions the performance, usefulness and effectiveness of the processes in a disciplined manner. This article addresses how to apply good practices in planning, monitoring and control, configuration management and risk management to institutionalize the process of process and product quality assurance.

Sistema de Intranet como Apoyo al Sistema de Gestión Integral

RESUMEN Para optimizar la generación y el control de la documentación del Sistema de Gestión Integral (SGI) de los programas de posgrado en el Instituto Tecnológico de Tlalnepantla, se desarrolló un sistema de intranet. Este sistema facilita el acceso a información actualizada, confiable y útil para todos los niveles del área de posgrado. Fue creado utilizando software de código abierto como HTML, JavaScript, Bootstrap, CSS, PHP y MySQL, y se implementó siguiendo la metodología ágil Scrum. La aplicación se instaló y configuró en un servidor físico propiedad de la institución. Los resultados obtenidos muestran que la implementación del sistema ha tenido un impacto significativo en la eficiencia de los procesos administrativos, como la inscripción de estudiantes, la asignación y desarrollo de tesis, la gestión de cursos y la organización del acto de recepción de grado. Se recopilaron datos mediante entrevistas con el personal académico y encuestas a estudiantes interesados en matricularse en un programa de posgrado. En particular, se redujo el tiempo necesario para completar los formularios de estos procedimientos y se mejoró la comunicación y el intercambio de información entre el personal docente, lo que ha contribuido al logro de los objetivos comunes de la división.

ABSTRACT This system was developed to optimize the generation and control of documentation for the Integrated Management System (IMS) of the graduate programs at the Instituto Tecnológico de Tlalnepantla, through an intranet that facilitates the flow of updated, reliable, and useful information accessible to all levels within the graduate department. To achieve this goal, a web application was conceived and developed using open-source software including HTML, JavaScript, Bootstrap, CSS, PHP, MySQL, and an agile methodology, Scrum. The system was installed and configured on a physical server owned by the institution. The results demonstrate that implementing this application has a significant impact on generating forms for student enrollment procedures, thesis assignment and development, course management, and degree defense, reducing the time required for form completion while maintaining the importance of information sharing, communication, and improving faculty performance. Ultimately, this leads to the achievement of common objectives within the graduate department. To evaluate the development of the application, data was collected through interviews with academic staff and surveys of students interested in enrolling in a graduate program.

Aplicación móvil que implementa Inteligencia Artificial para detectar la presencia de enfermedades en el cacao

RESUMEN La aplicación móvil que implementa Inteligencia Artificial, surge de la necesidad de detectar la presencia de enfermedades en el cacao específicamente el hongo de la moniliasis (moniliophthora roreri) en las plantaciones de cacao en el municipio del Centro del estado de Tabasco. Esta enfermedad afecta gravemente la producción de cacao, causando pérdidas de hasta el 90%. Asimismo, esta aplicación no solo permite detectar la moniliasis mediante la segmentación semántica de imágenes de cacao, sino que también facilita la comunicación entre agricultores y dependencias gubernamentales encargadas de dar seguimiento en este rubro para un manejo más eficaz. La implementación de esta tecnología pretende mejorar la calidad de los cultivos, reducir pérdidas y promover prácticas agrícolas sustentables.

ABSTRACT The mobile application that implements Artificial Intelligence arises from the need to detect the presence of diseases in cocoa, specifically the moniliasis fungus (moniliophthora roreri) in cocoa plantations in the municipality of the Center of the state of Tabasco. This disease seriously affects cocoa production, causing losses of up to 90%. Likewise, this application not only allows detecting moniliasis through the semantic segmentation of cocoa images, but also facilitates communication between farmers and government agencies in charge of monitoring this area for more effective management. The implementation of this technology aims to improve the quality of crops, reduce losses and promote sustainable agricultural practices.

Seguimiento y evaluación de solicitudes de Programas de Apoyo Estatales a Investigadores del Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Tabasco

RESUMEN El seguimiento y evaluación de solicitudes en programas de apoyo estatales ha sido uno de los aspectos más importantes para el Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Tabasco, ya que se logra ver la participación de investigadores de diferentes áreas de conocimiento y evaluar la importancia de las investigaciones que estos mismos aportan dentro del Estado de Tabasco. Con el propósito de optimizar este proceso, se desarrolló un sistema web diseñado para gestionar y evaluar de manera precisa las solicitudes de los investigadores. La investigación se centró en implementar un sistema web que permitiera a los usuarios registrar, dar seguimiento y evaluar solicitudes a través de módulos específicos que incluyeran funciones de notificación, estadísticas y asignación de evaluadores. Este sistema no solo facilitó una mejor comunicación entre administradores e investigadores, sino que también fortaleció la transparencia en la distribución de recursos para la investigación científica en el Estado de Tabasco.

ABSTRACT The monitoring and evaluation of requests in state support programs has been one of the most important aspects for the Science and Technology Council of the State of Tabasco, since it allows us to see the participation of researchers from different areas of knowledge and evaluate the importance of the research that they contribute within the State of Tabasco. In order to optimize this process, a web system was developed designed to accurately manage and evaluate the requests of researchers. The research focused on implementing a web system that would allow users to register, track and evaluate requests through specific modules that included notification functions, statistics and assignment of evaluators. This system not only facilitated better communication between administrators and researchers, but also strengthened transparency in the distribution of resources for scientific research in the State of Tabasco.

Aplicacio´n del ana´lisis de supervivencia para determinar el tiempo hasta la desercio´n escolar en la universidad

RESUMEN En el contexto cubano la calidad de sus programas de estudios universitarios se miden a través de los indicadores de eficiencia académica y retención, que se ven directamente afectados por la deserción escolar. La deserción escolar es un problema que se ha incrementado aun cuando existen acciones para su disminución debido a las diferentes aristas que la componen. Como solución a este problema se utilizó la técnica de análisis de supervivencia como método para determinar el tiempo en que un estudiante puede llegar a causar baja de la universidad. Además se utilizan factores explicativos basados en las diferentes variables que afectan a un estudiante para causar baja. Las técnicas estadísticas de Kaplan-Meier y Modelo de riesgos proporcionales de Cox son utilizadas para obtener las medidas de supervivencia y riesgo necesarias para estimar las probabilidades de deserción con respecto al tiempo de un estudiante. Se obtiene una toma de decisiones más ajustada y una alerta temprana en posibles casos de deserción una vez determinado el tiempo crítico y los factores más significativos para la deserción.

ABSTRACT In the Cuban context, the quality of its university study programs is measured through the indicators of aca- demic efficiency and retention, which are directly affected by school dropouts. School dropout is a problem that has increased even though there are actions to reduce it due to the different aspects that make it up. As a solution to this problem, the survival analysis technique was used as a method to determine the time in which a student can withdraw from the university. In addition, explanatory factors based on the different variables that affect a student are used to cause withdrawal. The Kaplan-Meier and Cox Proportional Hazards Model statistical techniques are used to obtain the survival and risk measures necessary to estimate the probabilities of dropping out with respect to a student’s time. A tighter decision-making and early warning in possible cases of dropout is obtained once the critical time and the most significant factors for dropout have been determined.

Implementación de la telemática y monitoreo remoto para la atención adultos mayores en el ISSSTE

RESUMEN La telemedicina es un servicio que, aunque se ha introducido en la sociedad desde hace años, aún no se utiliza de manera generalizada debido a los diversos desafíos que presenta. Es producto de la aplicación de la tecnología en la medicina y ha traído consigo beneficios tanto para médicos como para pacientes, ya que permite consultas a través de dispositivos tecnológicos, facilitando la comunicación entre ambos y contribuyendo a la detección de enfermedades. En este artículo se abordan los aspectos generales de la telemedicina, su aplicación en adultos mayores y su implementación en México por parte de instituciones de salud. También se realiza un análisis de los dispositivos médicos utilizados en el Hospital General Dr. Daniel Gurría Urgell en el servicio de telemedicina que se ofrece a los derechohabientes de la institución. A través de teleconsultas, se enlazan con otros ISSSTE de igual o mayor nivel de atención para el diagnóstico, seguimiento y tratamiento de pacientes por médicos especialistas. Cabe resaltar que, aunque la telemedicina no es exclusiva para adultos mayores, tendría un impacto positivo en esta población, que suele ser más vulnerable a enfermedades crónicas en comparación con la población más joven. A medida que la infraestructura tecnológica en el país siga mejorando, es probable que la telemedicina se expanda a más regiones y servicios, beneficiando a una mayor cantidad de pacientes.

ABSTRACT Telemedicine is a service that, although it has been introduced into society for years, is still not widely used due to the various challenges it presents. It is the result of the application of technology in medicine and has brought benefits for both doctors and patients, as it enables consultations through technological devices, facilitating communication between them and contributing to the detection of diseases. This article discusses the general aspects of telemedicine, its application for older adults, and its implementation in Mexico by healthcare institutions. It also provides an analysis of the medical devices used at the Dr. Daniel Gurría Urgell General Hospital in the telemedicine service offered to the institution’s beneficiaries. Through teleconsultations, patients are connected to other ISSSTE institutions of equal or higher levels of care for diagnosis, follow-up, and treatment by specialist doctors. It is important to note that, although telemedicine is not exclusive to older adults, it would have a positive impact on this population, which tends to be more vulnerable to chronic diseases compared to younger people. As the technological infrastructure in the country continues to improve, it is likely that telemedicine will expand to more regions and services, benefiting a greater number of patients.