Señales
y ruido
Detección de puntos de cambio, arritmias en series cardíacas y neuroingeniería: el cerebro como sistema dinámico. Una publicación revisada por pares y varias líneas abiertas.
ORCID
0009-0007-3141-5160Assessing Online Change Point Detection in Noisy Environments: A Case Study on Synthetic and Real Crime Data
Allan Bolaños Barrientos, Martín Solís — Instituto Tecnológico de Costa Rica
La detección de puntos de cambio online tiene un problema práctico: la literatura reporta resultados sobre datos limpios, pero las señales reales llegan con ruido. Este trabajo evalúa 16 algoritmos bajo un protocolo común, midiendo tiempo medio hasta la detección (MTTD) y F1 con tolerancia, y caracteriza cómo se degrada cada familia de métodos conforme aumenta el ruido.
El resultado no es un ganador único sino un mapa de trade-offs: qué algoritmos sostienen precisión a costa de latencia, cuáles detectan rápido pero generan falsos positivos, y en qué regímenes de ruido cada uno deja de ser útil.
Con ruido bajo destacan ssm_canary y ocpdet_two_sample_test; con ruido alto, changepoint_online_gaussian y ocpdet_two_sample_test. Sobre los datos reales de criminalidad el mejor F1 ronda 0.41 — un recordatorio de lo lejos que está el laboratorio de la calle.
- Retardo
- 2muestras
- Falsas alarmas
- 0
- SNR
- 2.7Δ/σ
Serie sintética con un cambio de media en τ=132. Subí el ruido: el retardo de detección crece y aparecen falsas alarmas — el trade-off que el paper mide entre detectores.
- Aceptado
2026
8th IEEE International Conference on BioInspired Processing (BIP 2026)
EMBER: Emergent Memory-Based Encoding and Reactivation, a Bio-Inspired Memory for Autonomous Robots under the e-MDB Cognitive Architecture
Esteban Arias-Méndez, Allan Bolaños, Juan Luis Crespo Mariño
El buffer episódico de e-MDB, una arquitectura cognitiva para aprendizaje abierto de robots, guarda los últimos episodios sin importar su valor. EMBER define la memoria como un espacio de seis ejes — lectura, escritura, ponderación por sorpresa, decaimiento, desalojo y refuerzo — y evalúa sus 576 configuraciones, incluido un proxy del buffer actual, midiendo cuántas experiencias importantes sobreviven a un flujo que desborda la capacidad. La memoria nunca ve las etiquetas de importancia: solo una señal de sorpresa.
Por debajo de r = 1 domina la consolidación por fusión; por encima, el olvido selectivo. El régimen cambia a lo largo de la vida del robot, y la arquitectura de la frontera funciona en ambos. Revisado tras tres reportes de revisores con siete experimentos nuevos.
Computational NeuroscienceSpiking Networks (LIF + STDP)Sparse Distributed MemoryCognitive RoboticsPython - Aceptado
2026
2026 IEEE International Humanitarian Technology Conference (IHTC 2026)
Democratizing STEM Education Through Hands-On Low-Cost Electronics and Signal Processing Workshops
Danny Xie Li, Esteban Arias-Méndez, Allan Bolaños-Barrientos, Alisson Dariana Araya-Durán, Jose Fabricio Alfaro-Cabezas
Talleres de electrónica de bajo costo y procesamiento de señales para estudiantes de secundaria: de circuitos básicos a sensores, señales y Arduino, junto con orientación universitaria para bajar las barreras de acceso a la ingeniería.
STEM EducationArduinoSignal ProcessingOutreach - En revisión
2027
SBiND · workshop satélite de ICASSP 2027
Which Speech Measures Differ When ALS Speech Is Rated Normal? Between-Syllable Laryngeal Instability
Nicolás Florez Jiménez, Allan David Bolaños Barrientos
Neuroingeniería aplicada al habla: buscar biomarcadores de una enfermedad neurodegenerativa antes de que el oído clínico los detecte. El pipeline extrae medidas de fonación, articulación y respiración con Praat/Parselmouth sobre la base pública VOC-ALS y las somete a FDR, validación cruzada repetida, nulos por permutación y pruebas de robustez del pitch tracker.
El resultado apunta a una inestabilidad laríngea entre sílabas en pacientes sin disartria audible, que persiste sin el final de cada respiración y viene con más re-inicios subarmónicos.
Speech BiomarkersALSPraat / ParselmouthBiostatisticsPython - Manuscrito
2026
Intelligent Computing
Dynamic Routing of Cluster-Specific Models for Real-Time Heart Rate Forecasting
Martín Solís, José Pino-Ortega, Allan Bolaños-Barrientos, Luis-Alexander Calvo-Valverde
Un solo modelo global no representa bien respuestas fisiológicas tan distintas entre sesiones. Sobre 134 series de frecuencia cardíaca de 10 sesiones de indoor cycling se identificaron cuatro patrones temporales; para uso en tiempo real, un clasificador incremental compara el prefijo observado contra los medoides con dynamic time warping y elige el modelo por votación de vecinos.
Se compararon LSTM, encoder-decoder, Time-series Dense Encoder y dos modelos preentrenados, con entrenamiento global vs. por grupo. El enfoque por grupo mejora los cinco tipos de modelo; TiDE logra el mejor resultado pronosticando 200 segundos a partir de una ventana de 200.
Time Series ForecastingTiDELSTMDynamic Time WarpingSports Science - En revisión
2026
IEEE BIP 2026 · sesión de pósters
Remembering What Matters: Toward a Bioinspired, Drive-Anchored Long-Term Memory for Cognitive Robots
Nicolás Florez Jiménez, Allan Bolaños, Esteban Arias-Méndez, Juan Luis Crespo Mariño
Una definición de trabajo de memoria de largo plazo para robots cognitivos, anclada en mecanismos biológicos: selectiva, episódica, condicionada por el estado interno, que consolida, olvida y reactiva. Primer paso: memoria episódica en un Festo Robotino simulado donde la sorpresa es el error de predicción en la satisfacción de sus impulsos.
Cognitive RoboticsNeurosciencee-MDBRobotino
- 01
Línea de investigación · 2025 —
En cursoDetección temprana de arritmias en series temporales cardíacas
Línea activa · TEC
El objetivo es adelantarse al evento, no clasificarlo después. Trabajo con datasets reales de frecuencia cardíaca y derivados de ECG, donde el reto principal no es el modelo sino la señal: artefactos de movimiento, pérdida de muestras y ruido de sensor que rompen los supuestos de estacionariedad.
El enfoque combina detección de puntos de cambio para segmentar regímenes fisiológicos con detección de anomalías dentro de cada régimen, y valida los resultados con evaluación estadística comparativa entre enfoques de modelado temporal.
PyTorchSignal ProcessingAnomaly DetectionECGPython - 02
Experimento · 2025
EntregadoOnline CPD Pipeline
Infraestructura experimental
Es la infraestructura que hace reproducible el benchmark. Diseñado como framework modular para poder integrar y probar algoritmos propios contra los métodos clásicos bajo exactamente el mismo protocolo de evaluación.
PythonCUSUMEWMABenchmarkingTeX - 03
Experimento · 2026
EntregadoAnomaly Detection via Teacher–Student Distillation
MVTec AD
El experimento contrasta tres estrategias sobre el mismo benchmark industrial: aprendizaje desde cero, transferencia por destilación, y reconstrucción con autoencoder. La evaluación no se queda en la métrica de detección: analiza el espacio de embeddings con Mahalanobis y DBSCAN para entender qué separa realmente cada método.
Montado sobre PyTorch Lightning con configuración en Hydra y seguimiento de experimentos en WandB, para que cada corrida sea reproducible.
PyTorch LightningHydraWandBResNet-18U-NetDBSCAN
