Guillermo Huerta Cuellar

 
 GUILLERMO HUERTA CUELLAR
 Profesor-Investigador Titular B
 guillermo.huerta@academicos.udg.mx
 Especialidad (SNII): Sistemas Dinámicos
 ScopusID, Scholar Google, ResearchGate, Orcid
 

Semblanza

Guillermo Huerta Cuellar recibió el grado de Maestro en Ciencias Aplicadas  (Fotónica) en el Instituto de Investigación en Comunicaciones Ópticas (IICO), de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, San Luis Potosí en 2004. Posteriormente, obtuvo un título de Doctorado en Ciencias (Óptica) por el Centro de Investigaciones en Óptica (CIO), León Guanajuato, México, en 2009. Desde 2010 hasta la actualidad, ha estado trabajando en el Departamento de Ciencias Exactas y Tecnología en el Centro Universitario de los Lagos, Universidad de Guadalajara. Ha sido Investigador Visitante en el departamento de Matemáticas Aplicadas en el Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, San Luis Potosí, México (2012-2014), en el Departamento de Teoría de Oscilaciones y Control Automático, Facultad de Radiofísica, Universidad Estatal de Lobachevsky de Nizhny Novgorod, Rusia (2016), estancia sabática en el Departamento de Física y Ciencias Ambientales en la Universidad de St. Mary's, San Antonio, TX, EE. UU. (2018-2019), y en la División de Matemáticas Aplicadas, Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICYT), en San Luis Potosí, S. L. P., México (2019-2020). Ha sido editor de 6 libros y tiene 9 trabajos publicados en capítulos de libros, revistas internacionales y conferencias, además de más de 70 publicaciones indizadas. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores (SNI-CONAHCyT-México) y participa como Editor Académico en diferentes revistas, así como revisor. Sus intereses de investigación incluyen el estudio, caracterización, comportamiento dinámico y diseño en sistemas dinámicos no lineales como láseres, electrónica y modelos numéricos. Desde 2019, participa como coorganizador de la Reunión Internacional para la Divulgación e Investigación en el Estudio de Sistemas Complejos y sus Aplicaciones (EDIESCA), que se celebra anualmente en algunas universidades mexicanas reconocidas e institutos de investigación.

Logros académicos y de Investigación

  • Presea al Mérito Académico (STAUdeG)
  • Perfil PRODEO Deseable
  • Miembro del Sistema Nacional de Investigadores Nivel 2
  • Miembro de Cuerpo Academico Consolidado (PRODEP)

Información SNII

  • Nivel: II
  • Área del Conocimiento: I.- Físico-Matemáticas Y Ciencias De La Tierra
  • Disciplina: Óptica
  • Subdisciplina: Óptica No Lineal
  • Especialidad: Sistemas Dinámicos

Información PRODEP 

  • Área: Ciencias Naturales y Exactas
  • Disciplina: Óptica

Investigación 

  • Laboratorio: Óptica, Sistemas Complejos e Innovación
  • Cuerpo Académico: Óptica, sistemas complejos e innovación
  • Departamento: Departamento de Ciencias Exactas y Tecnología
  • Intereses y Líneas de Investigación: 
    • Sistemas dinámicos
    • Dinámica no lineal en circuitos electrónicos, en láseres, en simulaciones numéricas
  • Redes o instituciones externas con las que se relaciona: IPICYT, INAOE, CICESE, CIO, UASLP, UP Ags., UANL, UABC, UNISON, BUAP, Universidad Politécnica de Madrid, Universidad Estatal de Nizhni Nóvgorod, Centro Nacional Francés para Investigación Científica, Universidad Rey Juan Carlos, Universidad Carl von Ossietzky de Oldenburg, Instituto de Potsdam Para investigación en Impacto Climático

Proyectos de Investigación Vigentes

Control difuso aplicado a sistemas de tecnología solar térmica y fotovoltaica para implementación de planta piloto para pasteurización de leche
Descripción del proyecto de Investigación La región de los altos de Jalisco es muy conocida a nivel nacional por su producción de lácteos y está catalogada como una de las mayores cuencas lecheras de México. Existen muchos productores locales de leche que no cuentan con tecnología para mantener la leche en condiciones adecuadas para el transporte a las plantas pasteurizadoras, lo que puede generar pérdidas en estos pequeños productores. Un sistema pasteurizador, que además de asegurar que la leche tenga mayor duración en buen estado, funcione con energía solar sería de gran apoyo tanto como para asegurar el buen estado del lácteo, como para reducir gastos en el proceso de pasteurización.
El presente proyecto consiste en llevar a cabo el diseño e implementación de un sistema para pasteurización de leche mediante un sistema híbrido, principalmente basado en el funcionamiento de colectores solares térmicos para calentar agua y un respaldado mediante el uso de un sistema fotovoltaico interconectado a la red para calentar el agua que no llegue a la temperatura adecuada para la pasteurización de la leche, mediante el uso de resistencia eléctrica. Para poder asegurar que la temperatura de pasteurización sea la óptima, el sistema contará con sensores de temperatura y variadores de velocidad para los motores que bombean tanto el agua como la leche. Después del proceso de pasteurización se contará con una etapa que permita lograr un choque térmico en la leche, bajando la temperatura de 74°C a 4°C, permitiendo así tener completado el proceso de pasteurización y asegurar una mayor duración del producto en buen estado. El control de temperatura de la leche y el agua se realizará mediante técnicas de control difuso que permitirán asegurar el correcto funcionamiento del sistema.
Fuente de Financiamiento COETCYTJAL y Fondos Concurrentes UDG
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2022
Co-autores Dr. Guillermo Huerta Cuéllar
Ing. René Israel Becerra Escobedo
Dr. Rider Jaimes Reátegui
Dr. Juan Hugo García López
Dra. Virginia Villa Cruz

 Proyectos de Investigación Relevantes

Harnessing Multistability: A Novel Approach to Optical Logic Gate Construction Using Erbium-Doped Fiber Lasers
Descripción del proyecto de Investigación Presentamos un método innovador que aprovecha la multiestabilidad dentro de un láser de fibra dopado con erbio bombeado por diodos para construir puertas lógicas. Nuestro enfoque implica manipular la intensidad del ruido externo para regular la probabilidad de transición entre cuatro atractores concurrentes. De esta manera, facilitamos la realización de operaciones lógicas OR, AND, NOR y NAND, alineándolas con las órbitas coexistentes de los períodos 1, 3, 4 y 5. Empleando un análisis de fluctuación sin tendencia, establecemos un equilibrio en las distribuciones de probabilidad de estos estados. Los resultados obtenidos denotan un avance sustancial en el campo del desarrollo de puertas lógicas ópticas, y representan un paso fundamental hacia la integración perfecta de una puerta lógica totalmente óptica dentro de los sistemas basados ​​en osciladores láser.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2022
Fecha (año) de fin de la Investigación 2023
Co-autores Safara Bibi
Guillermo Huerta-Cuellar
José Luís Echenausía-Monroy
Rider Jaimes-Reátegui
Juan Hugo García-López
Alexander N Pisarchik
Real-time neural identification using a recurrent wavelet first-order neural network of a chaotic system implemented in an FPAA
Descripción del proyecto de Investigación Este estudio presenta un enfoque novedoso para la identificación en tiempo real de trayectorias caóticas utilizando una red neuronal artificial de primer orden Wavelet recurrente (RWFONN) junto con una matriz analógica programable en campo (FPAA). La FPAA implementa físicamente la dinámica caótica de un sistema de ecuaciones Jerky de tercer orden con componentes electrónicos analógicos reconfigurables a través de su salida de voltaje. La adquisición de la trayectoria de las señales de voltaje se realiza mediante una placa dSPACE 1104 conectada a MATLAB & Simulink y Control Desk, que sirve como datos de identificación en tiempo real para el RWFONN. La red artificial de primer orden implementa una función de activación de ondas de Morlet para la formación en línea. Tiene la particularidad de funcionar sin necesidad de entrenamiento, validación o división de datos en lotes de múltiples épocas. En cambio, valida el proceso mediante los errores cuadráticos medios y filtrados, afirmando la precisión de RWFONN en la identificación y reproducción del comportamiento caótico del sistema modelado por FPAA. Este avance en la identificación en tiempo real es prometedor para aplicaciones que exigen comportamientos dinámicos e impredecibles, como generadores de números aleatorios, controladores neuronales y sistemas criptográficos.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2022
Fecha (año) de fin de la Investigación 2023
Co-autores DA Magallón-García,
JH García-López,
G Huerta-Cuellar,
 R Jaimes-Reátegui,
IA Diaz-Diaz,
LJ Ontanon-Garcia
Dynamics near the edge-of-chaos in a fiber laser model
Descripción del proyecto de Investigación Consideramos la dinámica en un modelo de láser de fibra para frecuencias de modulación de bomba mucho más pequeñas que las de las oscilaciones de relajación del modelo. Encontramos que para frecuencias de bomba subarmónicas suficientemente bajas y aquellas cercanas al Borde del Caos, surgen correlaciones a largo plazo en las series de tiempo discretas de la intensidad del láser. Además, dentro de este rango de baja frecuencia demostramos que se produce tanto el bloqueo de frecuencia como la sincronización de fase imperfecta. Estos se determinan mediante la noción de frecuencia media. Conjeturamos que estos efectos dinámicos pueden observarse experimentalmente en series temporales adecuadas.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2022
Fecha (año) de fin de la Investigación 2023
Co-autores Carlos L Pando Lambruschini,
Rider Jaimes-Reátegui,
Guillermo Huerta-Cuéllar
Route to Chaos in a Unidirectional Ring of Three Diffusively Coupled Erbium-Doped Fiber Lasers
Descripción del proyecto de Investigación Investigamos numéricamente la dinámica de un anillo que consta de tres láseres de fibra dopada con erbio (EDLF) acoplados unidireccionalmente sin modulación de bomba externa. El estudio se centra en el comportamiento del sistema a medida que varía la fuerza de acoplamiento, empleando un modelo matemático de seis dimensiones que incluye tres variables para las intensidades del láser y tres variables para las inversiones de población de todos los láseres. Nuestro objetivo principal es comprender la evolución del sistema hacia el caos a partir de un equilibrio estable en el anillo, considerando el impacto del aumento de la fuerza de acoplamiento. Para analizar el comportamiento del sistema empleamos diversas técnicas como análisis de series de tiempo, espectros de potencia, secciones de Poincaré, diagramas de bifurcación y exponentes de Lyapunov. Durante la transición al caos, el sistema sufre una bifurcación de Hopf y una serie de bifurcaciones toroidales. Un aspecto esencial de este estudio es la exploración de una onda giratoria que se propaga a lo largo del anillo, donde la naturaleza de la onda (periódica, cuasiperiódica o caótica) depende de la fuerza de acoplamiento. 
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2022
Fecha (año) de fin de la Investigación 2023
Co-autores José Octavio Esqueda de la Torre,
Juan Hugo García-López,
Rider Jaimes-Reátegui,
Guillermo Huerta-Cuellar,
Vicente Aboites,
Alexander N Pisarchik
Route to Chaos in a Unidirectional Ring of Three Diffusively Coupled Erbium-Doped Fiber Lasers
Descripción del proyecto de Investigación En este artículo se investiga el modelo clásico de Lorenz, en el que un término de calentamiento periódico reemplaza a uno constante. La aplicación del término de calentamiento variable provoca comportamientos dependientes del tiempo en el modelo de Lorenz. Las series temporales producidas por este modelo son caóticas; sin embargo, tienen cualidades de punto fijo o periódicas en algunos intervalos de tiempo. Los puntos de disipación de energía y equilibrio se examinan exhaustivamente. Este sistema de Lorenz modificado puede demostrar múltiples tipos de atractores coexistentes cambiando sus condiciones iniciales y, por tanto, es un sistema multiestable. Debido a la multiestabilidad, los diagramas de bifurcación se trazan con tres métodos diferentes y el análisis dinámico se completa estudiando los exponentes de Lyapunov y los diagramas de dimensiones de Kaplan-Yorke. Además, se investiga la cuenca de atracción del sistema modificado, lo que confirma la aparición de atractores coexistentes en este sistema.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2022
Fecha (año) de fin de la Investigación 2023
Co-autores Atefeh Ahmadi,
Sriram Parthasarathy,
Hayder Natiq,
Karthikeyan Rajagopal,
Guillermo Huerta-Cuellar,
Sajad Jafari
High Efficiency and High Stability for SHG in an Nd:YVO4 Laser with a KTP Intracavity and Q-Switching through Harmonic Modulation
Descripción del proyecto de Investigación En este artículo, se demuestra la estabilización y alta eficiencia de una segunda generación armónica (SHG) inestable de un láser Nd:YVO4 con una intracavidad KTP. Utilizando un cristal de conmutación Q pasivo (Cr4+:YAG) y un método de modulación paramétrica (modulación armónica), se logra la estabilización del láser. Se aplicó una modulación armónica al bombeo del láser Nd:YVO4-KTP para controlar la amplitud y frecuencia de la emisión del láser. Los resultados se caracterizaron mediante el uso de análisis de espectros de potencia, espectro óptico, diagramas de bifurcación y series temporales de la intensidad del láser. La prometedora aplicación de esta fuente de luz verde se materializa cuando dicha luz es necesaria para ópticas de alta densidad, como en la industria de tratamiento de materiales o en algunas aplicaciones estéticas.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2020
Fecha (año) de fin de la Investigación 2023
Co-autores Samuel Mardoqueo Afanador Delgado,
Juan Hugo García López,
Rider Jaimes Reátegui,
Vicente Aboites,
José Luis Echenausía Monroy,
Guillermo Huerta Cuellar
Electronic equivalent of a pump-modulated erbium-doped fiber laser
Descripción del proyecto de Investigación Construimos el circuito electrónico equivalente basado en el modelo de un láser de fibra dopado con erbio modulado por bomba. Las ecuaciones del modelo tienen dos variables de estado, intensidad del campo óptico x e inversión de población y, y una modulación armónica aplicada al parámetro de la bomba. Además, el modelo contiene dos términos no lineales, x y y e y. La no linealidad exponencial se implementa electrónicamente mediante una expansión en serie de potencias. La dinámica del circuito se investiga mediante análisis de bifurcación, espectro de Lyapunov y espacio de fase. Al igual que el láser de fibra, el circuito electrónico equivalente exhibe una dinámica muy rica, exhibiendo caos y múltiples órbitas periódicas coexistentes. Se demuestra la existencia de un punto fijo de nodo silla.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2022
Fecha (año) de fin de la Investigación 2023
Co-autores JJ Barba-Franco,
L Romo-Muñoz,
R Jaimes-Reátegui,
JH García-López,
G Huerta-Cuellar,
AN Pisarchik
Identification of Chaotic Dynamics in Jerky-Based Systems by Recurrent Wavelet First-Order Neural Networks with a Morlet Wavelet Activation Function
Descripción del proyecto de Investigación Este artículo presenta una estrategia para identificar trayectorias caóticas utilizando una red neuronal de primer orden wavelet recurrente (RWFONN) que se entrena en línea con un algoritmo de filtrado de errores y considerando la wavelet de Morlet como una función de activación. Los parámetros de la red se ajustan considerando la distancia euclidiana entre las soluciones. Finalmente, los resultados muestran una identificación adecuada de los sistemas caóticos estudiados mediante análisis y simulación numérica para validar el comportamiento y funcionalidad de la red propuesta.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2022
Fecha (año) de fin de la Investigación 2023
Co-autores Daniel Alejandro Magallón-García,
Luis Javier Ontanon-Garcia,
Juan Hugo García-López,
Guillermo Huerta-Cuéllar,
Carlos Soubervielle-Montalvo
Bidimensional Deterministic Model for Diffusion and Settling of Particles
Descripción del proyecto de Investigación En este artículo, presentamos un estudio de las propiedades de difusión de un modelo determinista para sedimentar partículas en dos dimensiones de desplazamiento. Las particularidades del novedoso modelo determinista incluyen la generación de movimiento browniano y un modelo de desplazamiento bidimensional sin procesos estocásticos, que se rigen por un conjunto de seis ecuaciones diferenciales. Este modelo es un sistema por partes que consta de subsistemas gobernados por ecuaciones de sacudida. Con este modelo podemos considerar diferentes condiciones de difusión tanto en las dimensiones como en el tamaño del espacio donde se dispersan las partículas.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2022
Fecha (año) de fin de la Investigación 2023
Co-autores Stephanie Esmeralda Velázquez Pérez,
Eric Campos-Cantón,
Guillermo Huerta Cuellar,
Héctor Eduardo Gilardi Velázquez
Numerical and Experimental Data of the Implementation of Logic Gates in an Erbium-Doped Fiber Laser (EDFL)
Descripción del proyecto de Investigación En este artículo se describen los métodos para obtener series de tiempo a partir de un láser de fibra dopado con erbio (EDFL) y su simulación numérica. Además, se describe en detalle la naturaleza de los archivos obtenidos, el significado de los nombres de archivo cambiantes y las formas de acceder a estos archivos. La respuesta de la emisión láser está controlada por la intensidad de una señal digital agregada a la modulación, lo que permite diversas operaciones lógicas. Los resultados numéricos concuerdan bien con las observaciones experimentales.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2021
Fecha (año) de fin de la Investigación 2022
Co-autores Samuel Mardoqueo Afanador Delgado,
José Luis Echenausía Monroy,
Guillermo Huerta Cuellar,
Juan Hugo García López,
Rider Jaimes Reátegui
Effects of Optical Laser Injection in Multistable Erbium Fiber Lasers
Descripción del proyecto de Investigación Durante los últimos años, el estudio de la inyección óptica se ha llevado intensamente en realizaciones teóricas y experimentales, mostrando interesantes comportamientos emergentes y estados sincronizados entre otros resultados. Este trabajo propone un esquema experimental de un conjunto de tres láseres de fibra dopados con erbio (EDFL) impulsados, cuya dinámica exhibe la coexistencia de múltiples atractores. La matriz de láser está controlada por un controlador EDFL inyectando su intensidad óptica en la matriz de tres EDFL accionados acoplados. La realización experimental tuvo como objetivo inducir un seguimiento de atractores en los láseres impulsores, luego obtener estados coexistentes con potencia de salida creciente y estudiar otros comportamientos emergentes dados por las diferencias entre fibras dopadas.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2021
Fecha (año) de fin de la Investigación 2022
Co-autores José Octavio ESQUEDA DE LA TORRE,
Juan Hugo GARCÍA LÓPEZ,
Rider JAİMES REÁTEGUİ,
Alexander N PİSARCHİK,
Guillermo HUERTA-CUELLAR
Implementation of logic gates in an erbium-doped fiber laser (EDFL): Numerical and experimental analysis
Descripción del proyecto de Investigación En una época en la que la miniaturización y la optimización de recursos están en primer plano, el desarrollo de dispositivos que puedan realizar diversas funciones es un objetivo primordial del desarrollo tecnológico. En este trabajo se propone el uso de un Láser de Fibra Dopada con Erbio (EDFL) como sistema básico para la generación de una puerta lógica óptica. Aprovechando la riqueza dinámica de este tipo de láser y su uso en sistemas de telecomunicaciones, se analiza la respuesta dinámica cuando el sistema es perturbado por una señal digital. La respuesta de emisión del sistema está controlada por la intensidad de la señal digital, de modo que es posible obtener diferentes operaciones lógicas.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2021
Fecha (año) de fin de la Investigación 2022
Co-autores Samuel Mardoqueo Afanador Delgado,
José Luis Echenausía Monroy,
Guillermo Huerta Cuellar,
Juan Hugo García López,
Rider Jaimes Reátegui
Predicting the emergence of multistability in a Monoparametric PWL system
Descripción del proyecto de Investigación Uno de los principales problemas en el estudio de sistemas dinámicos es explorar el comportamiento asintótico del modelo cuando un parámetro varía continuamente. Cuando estas variaciones conducen a la aparición de estados coexistentes, el estudio de las propiedades globales del sistema se convierte en una tarea aún más compleja, ya que es casi imposible predecir el cambio de estabilidad. En este artículo, presentamos un método simple para caracterizar cambios cualitativos en la dinámica de una familia de sistemas caóticos lineales por partes (PWL), que transitan de un comportamiento monoestable a multiestable mediante un único parámetro de bifurcación.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2021
Fecha (año) de fin de la Investigación 2022
Co-autores JL Echenausía-Monroy,
S Jafari,
G Huerta-Cuellar,
HE Gilardi-Velázquez
Deterministic Brownian-like motion: Electronic approach
Descripción del proyecto de Investigación El movimiento browniano es un comportamiento dinámico con cambios aleatorios en el tiempo (estocástico) que ocurre en muchas funciones vitales relacionadas con ambientes fluidos, el comportamiento de las acciones o incluso la generación de energía renovable. En este artículo, presentamos una implementación de circuito que reproduce el movimiento browniano basado en un conjunto totalmente determinista de ecuaciones diferenciales. La dinámica del circuito electrónico se caracteriza utilizando cuatro métricas bien conocidas del movimiento browniano, a saber: (i) análisis de fluctuación sin tendencia (DFA), (ii) ley de potencia en el espectro de potencia, (iii) distribución de probabilidad normal y (iv ) Desplazamiento Cuadrático Medio (MSD); donde el movimiento browniano tradicional exhibe un crecimiento temporal lineal del MSD, una distribución gaussiana, una ley de potencia −2 del espectro de frecuencia y valores DFA cercanos a 1,5. Los resultados obtenidos muestran que para una determinada combinación de valores en el modelo determinista, la dinámica en el circuito electrónico es consistente con las expectativas para un comportamiento browniano estocástico.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2021
Fecha (año) de fin de la Investigación 2022
Co-autores JL Echenausía-Monroy,
S Jafari,
G Huerta-Cuellar,
HE Gilardi-Velázquez
Deterministic Brownian-like motion: Electronic approach
Descripción del proyecto de Investigación El movimiento browniano es un comportamiento dinámico con cambios aleatorios en el tiempo (estocástico) que ocurre en muchas funciones vitales relacionadas con ambientes fluidos, el comportamiento de las acciones o incluso la generación de energía renovable. En este artículo, presentamos una implementación de circuito que reproduce el movimiento browniano basado en un conjunto totalmente determinista de ecuaciones diferenciales. La dinámica del circuito electrónico se caracteriza utilizando cuatro métricas bien conocidas del movimiento browniano, a saber: (i) análisis de fluctuación sin tendencia (DFA), (ii) ley de potencia en el espectro de potencia, (iii) distribución de probabilidad normal y (iv ) Desplazamiento Cuadrático Medio (MSD); donde el movimiento browniano tradicional exhibe un crecimiento temporal lineal del MSD, una distribución gaussiana, una ley de potencia −2 del espectro de frecuencia y valores DFA cercanos a 1,5. Los resultados obtenidos muestran que para una determinada combinación de valores en el modelo determinista, la dinámica en el circuito electrónico es consistente con las expectativas para un comportamiento browniano estocástico.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2021
Fecha (año) de fin de la Investigación 2022
Co-autores José Luis Echenausía-Monroy,
Eric Campos,
Rider Jaimes-Reátegui,
Juan Hugo García-López,
Guillermo Huerta-Cuellar
Control of multistability in an erbium-doped fiber laser by an artificial neural network: A numerical approach
Descripción del proyecto de Investigación A recurrent wavelet first-order neural network (RWFONN) is proposed to select a desired attractor in a multistable erbium-doped fiber laser (EDFL). A filtered error algorithm is used to classify coexisting EDFL states and train RWFONN. The design of the intracavity laser power controller is developed according to the RWFONN states with the block control linearization technique and the super-twisting control algorithm. 
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2021
Fecha (año) de fin de la Investigación 2022
Co-autores Daniel A Magallón,
Rider Jaimes-Reátegui,
Juan H García-López,
Guillermo Huerta-Cuellar,
Didier López-Mancilla,
Alexander N Pisarchik
Multistability route in a PWL multi-scroll system through fractional-order derivatives
Descripción del proyecto de Investigación Recientemente, se descubrió que el uso de derivadas fraccionarias induce la aparición de estados multiestables en sistemas PWL con múltiples scrolls. En este artículo, mostramos el surgimiento de estados multiestables en un sistema PWL y estudiamos la ruta del sistema para pasar de un comportamiento monoestable a multiestable reduciendo el orden de la derivada fraccionaria. Utilizando diagramas de bifurcación que describen la evolución del atractor como consecuencia del cambio en el orden derivado y las cuencas de atracción, mostramos que el sistema tiene un camino hacia la multiestabilidad que revela el mecanismo para la ocurrencia de este comportamiento.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2021
Fecha (año) de fin de la Investigación 2022
Co-autores JL Echenausía-Monroy,
HE Gilardi-Velázquez,
Ning Wang,
R Jaimes-Reátegui,
JH García-López,
G Huerta-Cuellar
Complex Systems and Their Applications: Second International Conference (EDIESCA 2021)
Descripción del proyecto de Investigación Este libro es una recopilación de artículos científicos escritos por investigadores reconocidos y estudiantes seleccionados, que participan en el Segundo Congreso sobre el Estudio de Sistemas Complejos y sus Aplicaciones (EDIESCA 2021). EDIESCA 2021 surgió de la necesidad de que los grupos académicos y de investigación que realizan esta investigación científica difundan sus resultados a nivel internacional. El estudio y caracterización de sistemas con comportamiento no lineal y/o caótico ha sido de gran interés para investigadores de todo el mundo, de los que se han obtenido muchos resultados importantes con diversas aplicaciones. El estudio dinámico de osciladores caóticos de diferentes modelos, como Rössler, Lorenz y Chua, ha generado importantes avances en la comprensión de reacciones químicas, comportamiento meteorológico, diseño de dispositivos electrónicos y otras aplicaciones.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2021
Fecha (año) de fin de la Investigación 2022
Co-autores Guillermo Huerta Cuéllar,
Eric Campos Cantón,
Esteban Tlelo-Cuautle
Deterministic coherence resonance analysis of coupled chaotic oscillators: fractional approach
Descripción del proyecto de Investigación Recientemente, la estabilización del caos por el caos ha atraído la atención de los investigadores. Una pequeña desviación entre las frecuencias naturales de osciladores caóticos acoplados unidireccionalmente puede provocar la aparición de una resonancia de coherencia en el oscilador esclavo para una fuerza de acoplamiento determinada. En este trabajo, investigamos el fenómeno de la resonancia de coherencia para un sistema Rössler acoplado bajo la influencia de operadores fraccionarios en la respuesta de frecuencia del oscilador esclavo. Con base en el análisis del sistema fraccionario de Rössler, determinamos un rango de órdenes fraccionarios en los que el sistema conserva su inestabilidad y se desarrolla un análisis de la respuesta en frecuencia del sistema a cambios en la frecuencia natural.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2021
Fecha (año) de fin de la Investigación 2022
Co-autores HE Gilardi-Velázquez,
JL Echenausía-Monroy,
R Jaimes-Reátegui,
JH García-López,
Eric Campos,
G Huerta-Cuellar
Numerical study of laser synapse connecting Hindmarsh–Rose neurons
Descripción del proyecto de Investigación Estudiamos numéricamente la dinámica de un sistema compuesto por dos neuronas artificiales conectadas mediante un láser de fibra dopado con erbio. En nuestro sistema, el láser actúa como una sinapsis óptica cuya dinámica se controla con una señal generada por una neurona presináptica de Hindmarsh-Rose, mientras que la salida del láser impulsa una neurona postsináptica de Hindmarsh-Rose. Dependiendo del parámetro del láser, la neurona postsináptica puede cambiar a diferentes regímenes dinámicos, incluidos silencio, picos tónicos, estallidos con diferente número de picos y caos.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2021
Fecha (año) de fin de la Investigación 2022
Co-autores R Jaimes-Reátegui,
JM Reyes-Estolano,
JH García-López,
G Huerta-Cuellar,
CE Rivera-Orozco,
AN Pisarchik
On the behavior of bidirectionally coupled multistable systems
Descripción del proyecto de Investigación En este trabajo, estudiamos los estados de sincronización para un par específico de sistemas scroll multiestables mutuamente acoplados. Primero, determinamos las condiciones en el esquema de acoplamiento para lograr una sincronización parcial o completa, bajo una fuerza de acoplamiento uniforme. En segundo lugar, se analiza cómo los cambios en la fuerza de acoplamiento modifican el estado sincrónico. Nuestros principales resultados muestran que la naturaleza del esquema de acoplamiento determina el tipo de sincronización obtenido, mientras que la fuerza del acoplamiento nos permite tener varios atractores en estado sincronizado que difieren de los atractores iniciales.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2021
Fecha (año) de fin de la Investigación 2022
Co-autores A Ruiz-Silva,
BB Cassal-Quiroga,
G Huerta-Cuellar,
HE Gilardi-Velázquez
Multistability and noise-induced transitions in the model of bidirectionally coupled neurons with electrical synaptic plasticity
Descripción del proyecto de Investigación Estudiamos sistemáticamente los efectos de la plasticidad sináptica en el modelo que describe la dinámica de las células neuronales acopladas eléctricamente. La neurotransmisión a través de sinapsis eléctricas juega un papel importante en la sincronía de picos entre las neuronas de la red neuronal. Se sabe que la plasticidad sináptica surge de la conductancia dependiente del voltaje de transunión de los canales formados, por ejemplo, por Connexin-36 (Cx36), la principal proteína de unión hendidura de las sinapsis eléctricas entre interneuronas inhibidoras en los vertebrados. La fuerza de acoplamiento entre neuronas se modula de manera compleja y aún se desconoce la importancia de esta regulación en presencia de un estímulo que cambia las propiedades de activación de las neuronas acopladas.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2021
Fecha (año) de fin de la Investigación 2022
Co-autores R Jaimes-Reátegui,
G Huerta-Cuellar,
JH García-López,
AN Pisarchik
Interpretation and dynamics of the Lotka–Volterra model in the description of a three-level laser
Descripción del proyecto de Investigación En este trabajo, las ecuaciones de Lotka-Volterra se aplicaron a la física del láser para describir la inversión de poblaciones y el número de fotones emitidos. Dado que la depredación y las emisiones estimuladas son procesos análogos, se obtuvieron dos ecuaciones de velocidad al encontrar transformaciones de parámetros adecuadas para un láser de tres niveles. Esto dio como resultado un conjunto de ecuaciones diferenciales que son isomorfas a varios modelos láser bajo una identificación precisa de los parámetros. Además, el estado estacionario proporcionó dos puntos críticos: uno donde se detiene la amplificación de la luz y otro donde se logra el funcionamiento de onda continua.
Fecha (año) de inicio de la Investigación 2020
Fecha (año) de fin de la Investigación 2021
Co-autores Vicente Aboites,
Jorge Francisco Bravo-Avilés,
Juan Hugo García-López,
Rider Jaimes-Reategui,
Guillermo Huerta-Cuellar

Publicaciones

  • Magallón-García, D.A., García-López, J.H., Huerta-Cuellar, G., Jaimes-Reátegui, R., Diaz-Diaz, I.A., Ontanon-Garcia, L.J. Real-time neural identification using a recurrent wavelet first-order neural network of a chaotic system implemented in an FPAA. (2024) Integration, 96, art. no. 102134, . DOI: https://doi.org/10.1016/j.vlsi.2023.102134 
  • Pando Lambruschini, C.L., Jaimes-Reátegui, R., Huerta-Cuéllar, G. Dynamics near the edge-of-chaos in a fiber laser model. (2023) Physics Letters, Section A: General, Atomic and Solid State Physics, 481, art. no. 128995, . DOI: https://doi.org/10.1016/j.physleta.2023.128995 
  • Esqueda de la Torre, J.O., García-López, J.H., Jaimes-Reátegui, R., Huerta-Cuellar, G., Aboites, V., Pisarchik, A.N. Route to Chaos in a Unidirectional Ring of Three Diffusively Coupled Erbium-Doped Fiber Lasers. (2023) Photonics, 10 (7), art. no. 813, . Cited 2 times. DOI: https://doi.org/10.3390/photonics10070813 
  • Ahmadi, A., Parthasarathy, S., Natiq, H., Rajagopal, K., Huerta-Cuellar, G., Jafari, S. Coexisting attractors and multi-stability within a Lorenz model with periodic heating function. (2023) Physica Scripta, 98 (5), art. no. 055219, . Cited 6 times. DOI: https://doi.org/10.1088/1402-4896/accda0 
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