Next, there is a list of the projects that are under development. These projects could have not been done without the incredible help of the bright students that are working with me. Here, you might find some pictures of them, and some of the people that have helped me on my research. A complete list of students that have helped me during these years can be found here.

The main research topics that I am working on right now can be described as follows:

• Cyber-Physical Systems:
• Smart Grids: 
• Evolutionary Game Dynamics Applied to Control Systems: Modeling and analysis of several evolutionary game dynamics in order to control different type of processes. Use of nonlinear analysis tools plus evolutionary game theory concepts.
• Bioinspired Techniques for Modeling and Control of Large-Scale Complex  Systems: Most of the current control problems in research are large-scale, complex, and distributed. In our research group we aim to solve and model some of these problems using bioinspired techniques. Examples arise in water distribution systems, temperature control, and urban traffic control.
• Foraging Theory: Some of the basic experiments developed in animals show that the decision-making process is correlated with some type of time-delay associated with the distance where the food is. In the other hand, several tools in linear and non-linear systems have been developed in order to understand these type of systems. How to use these tools in behavioral ecology remains unclear. In our research group we aim to develop some analytical and experimental ideas in order to solve these issues.

If someone wants to work with our research group, please send me an email, or stop by my office.

Some of the present and past projects are described in Spanish...

• Evolutionary Game Dynamics Applied to Control Systems: Modeling and analysis of several evolutionary game dynamics in order to control different type of processes. Use of nonlinear analysis tools plus evolutionary game theory concepts.
  • Fecha de Inicio: Primer Semestre de 2009.
  • Personas a Cargo (M.S. Student): Andrés Cortés + ????
• Systems Biology, Cancer, and Cooperation: En este proyecto buscamos relacionar ideas de los sistemas biológicos, en especial el cáncer, con las teorías de cooperación y teoría de juegos evolutiva.
• Fecha de Inicio: Segundo Semestre de 2008.
• Persona a Cargo (M.S. Student): Lina Peñuela.

• Distributed Learning for Control: Se busca encontrar una serie de problemas en los cuales los agentes tengan que aprender, o sepan detalles muy específicos de ciertas partes del entorno. Relaciones con sistemas multiagentes, aprendizaje cooperativo y evolutivo, son estudiadas.
• Fecha de Inicio: Segundo Semestre de 2008.
• Persona a Cargo (M.S. Student): Diana Mahecha.

• Bioinspired Analysis of Large Scale Distributed Systems: Some of the major challenging problems in real life can be described as distributed, decentralized, and large-scale systems. There have been some contributions in all of these areas, mainly by using linear and robust approaches, with systems weakly connected and dividing them into subsystems for the design of the controllers. In the other hand, bioinspired design has been used to construct high performance technological solutions. Since evolution has helped in this process, it is natural that those large-scale, distributed, and decentralized systems can be seen using a biomimicry approach, even when they can be seen as strongly connected systems. However, technology has evolved too, and most of the controllers used are developed in computers, though the plants are continuous time systems. In this work, we would like to study the introduction of bioinspired designs using hybrid and switched systems (e.g., Extended Petri Nets, DEVS) to analyze large-scale distributed systems. We will also study some problems that arise when we have limited amount of resources available, and how this affects the controller performance.
• Fecha de Inicio: Segundo Semestre de 2008.
• Persona a Cargo (PhD. Student): Andrés Pantoja.

• Switched Systems: Los sistemas híbridos han alcanzado un grado de madurez importante en la última década. Uno de los sistemas que mayor relevancia tiene en la actualidad es el estudio de los sistemas conmutados. Este proyecto busca desarrollar métodos de control óptimo basados en los sistemas híbridos conmutados para su posible aplicación en problemas industriales.
• Fecha de Inicio: Segundo Semestre de 2006.
• Fecha de Finalización: Segundo Semestre 2009. 
• Persona a Cargo (PhD. Candidate): Eduardo Mojica.

• El Cíclo de Carnot y los Sistemas Conmutados: Basados en la teoría de sistemas híbridos y conmutados, se modela el ciclo de Carnot, y se prueba utilizando diversas estrategias de control basadas en los sistemas conmutados.
• Fecha de Inicio: Primer Semestre de 2008.
• Fecha de Finalización (1era Parte): Junio de 2008.
• Fecha de Finalización (2a Parte): Junio de 2009.
• Persona a Cargo (B.S. Student): Catalina Caro.

• Road Traffic Control Using Bioinspired Algorithms: Los sistemas de tráfico urbano han utilizado un sinnúmero de algoritmos de control basados en métodos de optimización tanto estáticos como dinámicos. En este proyecto se pretende utilizar la teoría de "Honey bee social foraging" para estudiar la asignación dinámica de los recursos (i.e., el tiempo de verde de los semáforos), así como poder demostrar la aparición de una distribución ideal libre de dichos recursos.

• Fecha de Inicio: Primer Semestre de 2008.
• Persona a Cargo (M.S. Student): Pablo A. Ñañez.

• Bioinspired Algorithms for Water Treatment: Las redes de distribución de agua potable son el conjunto de tuberías, tanques, válvulas, bombas, accesorios y muchas veces reguladoras de presión que tienen como objetivo entregar el agua a los usuarios del sistema con ciertas características de presión y caudal, entre otras, en todos los puntos de demanda (nodos). De todos sus componentes, las tuberías son las más importantes debido al mayor porcentaje dentro de la red que aporta el costo más alto a la misma.
  En las ciudades las redes de distribución son complejas, construidas desde hace varias décadas. Estas son el resultado del incremento o la dispersión de la población con cambios constantes en los patrones de consumo. Tradicionalmente, las estrategias para soportarlos han sido modificaciones ad hoc de las redes existentes. Por lo tanto la infraestructura y las estrategias de control han sido determinadas por los requerimientos del usuario sin tener en cuenta la planeación de todo el sistema para un funcionamiento eficiente. Este continuo proceso de distribución de agua, para satisfacer principalmente las necesidades inmediatas del usuario, ha permitido un diseño pobre e ineficiente. Es por esto que se pretende utilizar algún algoritmo bioinspirado para estudiar la robustez y optimalidad del mismo en dicho problema.

• Fecha de Inicio: Primer Semestre de 2008.
• Persona a Cargo (M.S. Student): Eduardo Ramírez.

• Evolutionary Game Theory and Hybrid Systems: Para estudiar otra forma de aplicación de los sistemas híbridos, se pretende mirar cómo algunos sistemas conmutados pueden ser modelados a través de algoritmos inspirados en la teoría de juegos evolutiva.
• Fecha de Inicio: Primer Semestre de 2008.
• Persona a Cargo (M.S. Student): Iván Muñoz.

• Modeling and Analysis for a Temperature System Based on Resource Dynamics and the Ideal Free Distribution: Bioinspired design approaches seek to exploit nature in order to construct robust and optimal solutions. One useful concept from behavioral ecology is the ideal free distribution (IFD). Here, we relax the IFD main assumptions using the standing crop idea to introduce dynamics to the resources. Using the IFD, the standing crop, and the replicator dynamics concepts, we make some analogies with a temperature control in order to get a maximum uniform temperature. We analytically show that the equilibrium point of the system (i.e., the IFD) is a locally asymptotically stable point, and it is a globally asymptotically stable point for one special case.
• Fecha de Inicio: Segundo Semestre de 2007.
• Fecha de Finalización: Julio de 2008.
• Persona a Cargo (M.S. Student): Andrés Pantoja.

• Clustering and Foraging Theory: En la teoría de forraje se tienen varios modelos que sirven para clasificar los recursos energéticos que un individuo necesita para sobrevivir. Esta selección podría asemejarse a un problema de optimización, el cual es utilizado por varias áreas del conocimiento. En esta parte existen varios proyectos, de los cuales uno está en curso, el cual busca conectar las áreas de machine learning y foraging theory.
• Fecha de Inicio: Segundo Semestre de 2007.
• Fecha de Finalización: Julio de 2008.
• Persona a Cargo (M.S. Student): Felipe Giraldo.

• Foraging Theory for Multizone Temperature Control and Patrol: Buscando replicar los resultados obtenidos por el autor en el IEEE Computational Intelligence Magazine Paper, 2006, se replica el testbed utilizado, pero esta vez, además de utilizar el prey-model se utiliza también el patch-model. El uso de ambos modelos para una aplicación de temperatura multizona, permitirá deducir cuál es mejor bajo qué circunstancias. Por otra parte, se utiliza el prey-model en la implementación física de robots que están patrullando para vigilancia y control.
• Fecha de Inicio: Primer Semestre de 2008.
• Fecha de Finalización: Mayo de 2008.
• Personas a Cargo (B.S. Student): Andrés Sierra y José Luis Ramírez.

• Modelo y Control de una Columna de Destilación Continua: Utilizando la nueva columna de destilación continua, se pretende en primera instancia obtener un modelo aproximado, para así busar una estrategia de control que permita la manipulación de las variables del proceso. En un futuro, se pretende implementar diversas estrategias convencionales y no convencionales (e.g., MPC, bioinspired strategies).
• Fecha de Inicio: Segundo Semestre de 2007.
• Fecha de Finalización: Mayo de 2008.
• Persona a Cargo (B.S. Student): Carolina Ramirez.

• Swarm Intelligence Robots: Dentro del marco de los sistemas autónomos, los robots juegan un papel importante. Varias técnicas se pueden implementar en aras de obtener un objetivo determinado. Uno de los métodos que se pueden utilizar es el conocido como "swarm intelligence". Utilizando técnicas bioinspiradas (e.g., ACO, foraging theory) se puede llegar a un objetivo específico. El proyecto se divide en varias partes. En primera instancia, se necesita poner en funcionamiento cada uno de los robots y aplicar una técnica de control distribuido. Una vez se haya aprendido cómo funcionan los robots, se implementarán guías prácticas para que estudiantes de primeros semestres o de escuela puedan comprender y ver cómo funcionarían este tipo de algoritmos.
• Fecha de Inicio: Segundo Semestre de 2007.
• Fecha de Finalización: Enero de 2008.
• Persona a Cargo (B.S. Student): Diego Rodríguez.

• Control y Educación: El área de control ha evolucionado drásticamente en la última década. Técnicas que antes eran preponderantes en el diseño de controladores han quedado relegadas a un segundo plano, gracias a la aparición de técnicas computacionales, y otros métodos matemáticos de mayor utilidad. Porqué seguir enseñando técnicas antiguas si se puede profundizar en otros temas que podrían serle más útil al estudiante? Porqué no darle más herramientas para que pueda comprender un poco más el por qué es tan importante el control en otras áreas? Cómo debería estar relacionado un laboratorio con la teoría que se dicta? 

Por otra parte, se necesitan investigadores a nivel nacional que sean capaces de resolver los retos tecnológicos que afronta el país. Para ello, se necesita reestructurar la línea de control en la parte de posgrado (i.e., Maestría y Doctorado), con el fin de brindarle más herramientas al estudiante durante su formación.
Fecha de Inicio: Primer Semestre de 2007.
Persona a Cargo: GIAP.

• Control Cooperativo y Sistemas Conmutados: Este proyecto se divide en dos etapas. En primera instancia se desarrollará un experimento que sirva como testbed para implementar y evaluar técnicas de control cooperativo, decentralizado, y de sistemas conmutados. El experimento consiste en evaluar los juegos de video arcade, en los cuales uno o varios jugadores se encargan de dispararle a uno o varios objetivos. Para emular las pistolas, se utilizarán unas "mesas de posición", las cuales permiten el movimiento tanto horizontal como vertical de un elemento (e.g., láser) que será el encargado de disparar. Los objetivos a los que apuntan las pistolas son elementos virtuales generados por un software de computación (e.g., LabVIEW). Dentro de las técnicas de control cooperativo que se piensan implementar están las de scheduling y switched systems.
• Fecha de Inicio: Segundo Semestre de 2007.
• Persona a Cargo: TBD. The person who was in charge, is not longer working with our research group.

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