http://www.tdx.cat:80/handle/10803/652 e-archivo.uc3m.es/handle/10016/2 Mon, 20 May 2013 01:20:46 GMT 2013-05-20T01:20:46Z http://www.tdx.cat:80/bitstream/id/76100/ http://www.tdx.cat:80/handle/10803/652 http://www.tdx.cat:80/handle/10803/112033 La prestación contributiva de Seguridad Social Aragón Gómez, Cristina Wed, 15 May 2013 23:42:01 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/112033 2013-05-15T23:42:01Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/111306 Análisis multidimensional de la especialización en publicaciones de Ciencias Sociales y Humanidades Mañana Rodríguez, Jorge La especialización de la producción científica que viene dándose desde sus comienzos tiene su reflejo en uno de los medios de comunicación científica por excelencia: las revistas científicas. En décadas recientes, la multidisciplinariedad, la interdisciplinariedad y otros conceptos afines han experimentado un importante auge en términos de política científica. En cambio, la especialización, fundamento de cualquier proyecto multidisciplinar, se encuentra aparentemente en un plano secundario en cuanto a prioridades en las políticas científicas. Las revistas científicas, cada vez más especializadas, y especialmente en el caso de las ciencias sociales y las humanidades, se encuentran frecuentemente con problemas que derivan precisamente de su perfil especializado. Dichos problemas, así como las posibles soluciones a los mismos, requieren un análisis detallado y exhaustivo de la especialización y de sus consecuencias en los sistemas de evaluación. Los principales aspectos tratados en este trabajo son: la definición de ese proceso de especialización, su concreción operativa en forma de indicadores en el caso de las revistas científicas, la aplicación de dichos indicadores, la comparación de los valores asociados a los grupos conformados por los valores de dichos indicadores, y la obtención y análisis de información cualitativa a partir de la opinión de los editores de revistas españolas de ciencias sociales y humanidades, lo que conlleva la identificación de lo definitorio de las revistas especializadas con respecto a las que no lo son. Partiendo de la información sobre citas recibidas por parte de las revistas españolas de ciencias sociales y humanidades, se calculan los indicadores de especialización desarrollados en este trabajo, además de otros indicadores de concentración. Los ISSN de las revistas para las que se calcula el valor del indicador de especialización son cotejados con otras bases de datos para construir un registro cruzado. Posteriormente, se utilizan los valores del indicador desarrollado y otras variables para comparar sistemáticamente los grupos conformados por valores opuestos, identificando aquellas variables asociadas en las que se identifican diferencias significativas que caractericen desde un punto de vista estadístico el comportamiento diferencial de las revistas especializadas. Un proceso similar se lleva a cabo con las revistas de las áreas temáticas de Psicología en el Journal Citations Report 2010, desarrollando, en este caso, los indicadores a partir de las citas recibidas y emitidas por el conjunto de revistas perteneciente a una determinada área temática. Los resultados cuantitativos y los análisis cualitativos ofrecen una visión complementaria de los problemas vinculados a la especialización de las revistas científicas de ciencias sociales y humanidades. Teniendo en cuenta los análisis realizados, se identifican un conjunto de características diferenciales de las revistas especializadas frente a aquellas que no lo son. De estos rasgos definitorios se deducen consecuencias para las revistas especializadas como objeto de evaluación. Por ello, se proponen soluciones, tanto desde el punto de vista del editor, orientadas a la mejora del desempeño de dichas revistas como medio de comunicación especializado, como desde la perspectiva de los agentes encargados de la evaluación de la producción científica. Mon, 13 May 2013 23:42:19 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/111306 2013-05-13T23:42:19Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/111274 Comercio electrónico y pago mediante tarjeta de crédito en el ordenamiento jurídico español : una propuesta para su implementación en el ordenamiento jurídico de Guinea-Bissau Sanca, Fernandinho Domingos Sat, 11 May 2013 00:59:50 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/111274 2013-05-11T00:59:50Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/111273 Systemic risk : measures and determinants Rodriguez Moreno, María In this Thesis, I study the measurement and the determinants of systemic risk, paying special attention to the role of the Credit Default Swaps (CDSs) either as financial instruments containing valuable information about the soundness of the reference institutions or as a market whose distress contributes to potential systemic shocks on the economy. The measurement of systemic risk is addressed from two perspectives, aggregate and individual contribution to systemic risk where the former refers to the level of systemic risk in the overall economy and the last to the individual contribution of each financial institution to the overall systemic risk. The analysis of the determinants of the individual contribution of financial institutions to systemic risk focuses on the effect of their portfolio holdings of derivatives. Finally, I study the liquidity commonalities and their determinants in the corporate CDS worldwide markets. The main participants in these markets are systemically important financial institutions (SIFIs) and so, abrupt changes in the market liquidity could cause systemic shocks on the overall economy and as a consequence, adverse effects on the global stability; Esta Tesis se centra en la medición del riesgo sistémico y sus determinantes. Para ello se presta especial atención al papel desempeñado por los Credit Default Swaps (CDSs) bien como instrumentos financieros que contienen información relevante sobre la solvencia de las instituciones de referencia o como mercado cuyos problemas pueden desencadenar shocks sistémicos en la economía. La medición del riesgo sistémico se aborda desde dos diferentes perspectivas: a nivel agregado y a nivel individual analizando la contribución de cada institución al riesgo sistémico. La primera perspectiva se refiere a la medición del nivel de riesgo sistémico total en una economía o en una cartera de instituciones representativas de la economía. La segunda perspectiva, se refiere a la contribución al riesgo sistémico total de cada una de las instituciones que componen la cartera. El análisis de los determinantes del riesgo sistémico se aborda desde la perspectiva de la contribución individual al riesgo sistémico y estudia, principalmente, el efecto de la tenencia de derivados en la cartera de las instituciones financieras sobre su contribución a este riesgo. Dado que los dos análisis anteriores muestran que los CDS contienen información útil para la medición del riesgo sistémico y que han contribuido a crear efectos adversos sobre la estabilidad financiera, a continuación, se analiza el comportamiento de este mercado. Además, los principales participantes del mercado de CDS son instituciones financieras sistémicas (systemically important financial institutions, SIFIs) y, por lo tanto, cambios repentinos en la liquidez del mercado de CDS pueden provocar shocks sistémicos sobre la economía con efectos adversos sobre la estabilidad del sistema. En concreto, se analiza el riesgo de liquidez existente en este mercado a partir de la dependencia de la liquidez de los CDSs individuales de la liquidez global del mercado (liquidity commonalities) así como los determinantes de esta dependencia que puede resultar uno de los posibles canales de propagación de shocks en este mercado. Sat, 11 May 2013 00:59:49 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/111273 2013-05-11T00:59:49Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108695 Multiculturalismo, ciudadanía y derechos indígenas: hacia una concepción decolonial de la ciudadanía indígena Garzón López, Pedro Fri, 22 Mar 2013 00:41:20 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108695 2013-03-22T00:41:20Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108679 Pedro Gómez de la Serna Tully : la prudente duda y la vocación jurídica Ruiz Ballón, Antonio Thu, 21 Mar 2013 00:45:27 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108679 2013-03-21T00:45:27Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108678 La propiedad intelectual e industrial y su relación con la compraventa internacional de mercaderías Tobar Rodríguez, Javier Antonio Thu, 21 Mar 2013 00:45:25 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108678 2013-03-21T00:45:25Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108677 La ‘confesionalización’ de la cultura constitucional de Líbano en el siglo XIX El Khoury, Tamara Thu, 21 Mar 2013 00:45:23 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108677 2013-03-21T00:45:23Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108420 Patrones de proyectos para gestionar el conocimiento en organizaciones de desarrollo de software Martín de Andrés, Diego La mejora de procesos de desarrollo software en las organizaciones de desarrollo software es una tarea muy compleja que puede ser resuelta usando estrategias de gestión del conocimiento. En esta área, la definición y el uso de buenas prácticas en la ingeniería del software es una propuesta válida para aplicar estrategias de gestión del conocimiento en organizaciones de desarrollo software. Una de los principales problemas para la aplicación efectiva de patrones de procesos en la industria de desarrollo software es la dificultad de la formalización del conocimiento sobre los procesos de desarrollo usando estas aproximaciones. Esta tesis doctoral presenta un framework para la gestión de patrones de proyectos de desarrollo software llamado sdpFramework. Este framework es capaz de formalizar el conocimiento sobre proyectos de desarrollo software incluyendo experiencia previa de ingenieros de software, metodologías de desarrollo, marcos de referencia y lecciones aprendidas. Este framework está compuesto por: • Un modelo llamado sdPP; compuesto por los elementos de conocimiento necesarios para dar cobertura a las necesidades de conocimiento de los ingenieros de software. • Una metodología; que cubra las fases del ciclo de vida del conocimiento sobre patrones de proyecto. • Una plataforma tecnológica llamada sdpReuser; capaz de gestionar los sdPPs durante las fases del ciclo de vida de los patrones de proyecto. Un caso de estudio embebido en dos partes se ha llevado a cabo durante la investigación de esta tesis doctoral: La primera parte fue un estudio empírico en la Universidad Carlos III de Madrid, donde doce ingenieros junior de desarrollo software usaron los patrones de proyectos descritos en este trabajo de investigación. Las evidencias y resultados obtenidos durante la ejecución del estudio empírico indican que la corrección en la formalización de los patrones de proyectos depende de la relevancia de las referencias bibliográficas usadas para su creación, la implementación de estrategias para compartir conocimiento entre el personal involucrado y la experiencia previa en las áreas de negocio relacionadas con los sistemas de información desarrollados. En la segunda parte se realizó una validación experimental donde 48 ingenieros de software aplicaron sdpFramework. De los resultados obtenidos, se estudió los factores que ayudan a mejorar la calidad de los productos de desarrollo software usando la propuesta sdPP. Se analizó el esfuerzo necesario para implementar las actividades propuestas por sdPP para introducir el conocimiento de un sdPP en un proyecto de desarrollo. Para finalizar se evaluó la utilidad de los elementos de conocimiento de sdPP en cada una de las fases de su ciclo de vida. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------; The improvement of software processes within software development organizations is a very complex task that can be solved by following knowledge management strategies. In this area, the definition and use of best practices is a proven approach to apply knowledge management strategies in software development organizations. One of the main burdens for the effective application of process patterns in the software industry is the difficulty of formalizing knowledge about the development process themselves. This doctoral thesis presents sdpFramework, a framework to manage software project patterns. This framework is capable of formalizing knowledge regarding software development projects, including software engineers’ previous experience, development methodologies, reference frameworks and lessons learnt. The framework is composed of: • A model called sdPP, made up by the knowledge elements necessary to cover the knowledge needs of software engineers. • A methodology that covers the phases of the knowledge life-cycle about project patterns • A technological platform called sdpReuser, capable of managing the sdPPs during the phases of project patterns’ life cycle. An embedded case study was carried out during the research of this thesis. The first part was an empirical study at the University Carlos III of Madrid, where twelve junior software engineers used the project patterns described in this research work. The evidences and findings obtained during from this empirical study indicate that the correctness of the project pattern formalizations depends on the relevance of the bibliographic sources used for their creation, the implementation of strategies to share knowledge among the personnel involved, and the previous experience in the business areas related to the information systems being developed. In the second part an experimental validation was carried out, where 48 software engineers applied the sdpFramework. From the results obtained, we studied the factors that help improving the software product quality when using the sdPP proposal. We analyzed the effort required to implement the activities proposed by sdPP in order to introduce the knowledge about an sdPP into a development project. Finally, we evaluated the usefulness of the sdPP knowledge elements in each of the phases of its life cycle. Fri, 15 Mar 2013 00:46:32 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108420 2013-03-15T00:46:32Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108314 Constitucionalismo y protección internacional de los derechos humanos : el caso venezolano Meier García, Eduardo Thu, 14 Mar 2013 00:43:11 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108314 2013-03-14T00:43:11Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108313 Modelo integral de sistemas de sujeción basados en pinzas expansibles Soriano Heras, Enrique El dispositivo de amarre de propósito general más versátil es el porta-pinzas, muy frecuentemente utilizado en fresado, torneado, taladrado e inspección. Los porta-pinzas deben alcanzar elevadas velocidades de rotación, manteniendo, simultáneamente, una alta precisión rotacional. El porta-pinzas, básicamente, es un mecanismo basado en el efecto cuña, donde la mayoría de ellos emplean anillos, con ranuras finas, hechos de acero templado y rectificado con altos grados de precisión, denominados pinzas. Esta Tesis Doctoral aborda el funcionamiento de los porta-pinzas, primero se presentan varios modelos analíticos, basados en la teoría del sólido rígido, la elasticidad y la mecánica del contacto, para determinar la fuerza de amarre suministrada por un plato porta-pinzas automático en su estado inicial estático, durante el proceso de transmisión y absorción de fuerza. Segundo, se presentan los modelos analíticos para determinar la fuerza de amarre dinámica, durante el proceso de rotación. Tercero, se presentan los modelos y análisis realizados por el método de los elementos finitos que fueron llevados a cabo para realizar una primera verificación de los modelos analíticos propuestos. En cuarto lugar, se describe el banco de ensayos construido para validar experimentalmente los modelos analíticos y numéricos de elementos finitos propuestos. Quinto, se propone un prototipo de dispositivo porta-pinzas automático que fue diseñado aplicando la metodología y los modelos analíticos propuestos, incorporando innovaciones en detección de presencia de pieza, control de posicionado de pieza, control de fuerza de accionamiento y en su sistema de transmisión. Los resultados del presente estudio proporcionan soporte técnico y teórico, de comprobada fiabilidad, para la optimización del diseño y aplicación de platos porta-pinzas automáticos en procesos de mecanizado de alto rendimiento. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------; The most versatile general purpose clamping device is collet chuck, which are quite often used in turning, milling, grinding and inspection. Collet chucks must achieve high rotational speeds while maintaining good rotational accuracy. Collet chucks are wedged-actuated mechanisms which use solid thin slotted clamping sleeves made of hardened steel and ground to a high degree of accuracy, called collets. This Ph. D. Thesis, first presents the analytical models, based on solid rigid theory, elasticity and contact mechanics, to determinate the clamping force provide by an automatic collet-chuck holder in its initial static state. Second, it presents the analytical model for determining the dynamic clamping force of collet-chuck holders during high-speed turning. Third, it describes the fi nite element method analyses that were conducted to check the proposed analytical models. Fourth, it describes an automatic (wedge-actuated) bench device, which was designed and built for verifying the proposed analytical and numerical models. Fifth, it develops an automatic collet-chuck holder prototype which was designed taking into account the proposed methodology and analytical models within novel systems in control of workpiece presence, control of workpiece position, control of clamping force and in its structure transmission. This study results provide reliable theoretical and technical supports for the optimization of the design and application of collet-chuck holder in high performance machining processes. Thu, 14 Mar 2013 00:43:09 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108313 2013-03-14T00:43:09Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108158 Mujeres y deporte en los medios de comunicación : estudio de la prensa deportiva española (1979-2010) Sainz de Baranda Andújar, Clara Tue, 12 Mar 2013 00:42:36 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108158 2013-03-12T00:42:36Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107986 Muestreo analítico, series interpolatorias tipo-Lagrange y espacios de De Branges Fernández Moncada, Paulo Enrique Wed, 06 Mar 2013 00:42:15 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107986 2013-03-06T00:42:15Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107985 Metodología para la determinación y asignación de incertidumbres a valores obtenidos mediante cálculos efectuados a partir de modelos MEF Rodríguez Fernández, Santiago La simulación es un método imprescindible en aquellos casos en los que las características del sistema que se pretende estudiar hacen inviable, por razones físicas o de coste, la experimentación directa sobre el mismo. Incluso en aquellos casos en los que es posible la experimentación directa, la simulación puede ofrecer ventajas tales como un coste inferior, tiempo, repeticiones y seguridad. La utilización de la simulación como una alternativa a los métodos experimentales clásicos en el diseño mecánico, requiere un adecuado control y conocimiento de las fuentes de error e incertidumbres influyentes en los resultados obtenidos, para conocer la exactitud y posibilidades de la herramienta que se está utilizando. La incertidumbre influye en la forma de decidir, planear y comportarnos en una gran variedad de campos del saber, desde la economía hasta la ingeniería. Disminuir la incertidumbre ha sido y sigue siendo una ardua tarea que compromete tiempo y recursos. Los esfuerzos en idear métodos para reducir el impacto de las incertidumbres en cualquier campo, han estado siempre entre los objetivos de la investigación. En la presente tesis se recoge una nueva metodología práctica para poder determinar y asignar incertidumbres a valores obtenidos mediante cálculos efectuados a partir de modelos MEF. El objetivo de esta metodología es comenzar a sustituir la experimentación en prototipos físicos por “ensayos virtuales” sobre los modelos numéricos de esos prototipos físicos, con el consiguiente ahorro de costes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------; Simulation is an indispensable method in cases where, due to the characteristics of the system under investigation, is unfeasible, for physical reasons or cost, direct experimentation on it. Even in those cases where direct experimentation is possible, the simulation can give advantages such as lower cost, time, repetitions and security. The use of simulation as alternative to classical experimental methods in mechanical design requires adequate knowledge and control of the error and uncertainty sources with more influence in the results obtained to determine the accuracy and capabilities of the tool. Uncertainty affects the way you decide, plan and behave in a variety of fields, from economics to engineering. Reducing uncertainty has been and remains an arduous task that involves time and resources. Efforts to develop methods to reduce the impact of uncertainties in any field have always been among the targets of the investigation. This thesis outlines a new practical methodology to determine and assign uncertainty to values obtained by calculations from FEM models, which aims to start replacing physical prototypes experimenting with "virtual testing" on the virtual prototypes, resulting in cost savings. Wed, 06 Mar 2013 00:42:13 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107985 2013-03-06T00:42:13Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107984 Human inspired humanoid robots control architecture Martínez de la Casa Díaz, Santiago This PhD Thesis tries to present a different point of view when talking about the development of control architectures for humanoid robots. Specifically, this Thesis is focused on studying the human postural control system as well as on the use of this knowledge to develop a novel architecture for postural control in humanoid robots. The research carried on in this thesis shows that there are two types of components for postural control: a reactive one, and other predictive or anticipatory. This work has focused on the development of the second component through the implementation of a predictive system complementing the reactive one. The anticipative control system has been analysed in the human case and it has been extrapolated to the architecture for controlling the humanoid robot TEO. In this way, its different components have been developed based on how humans work without forgetting the tasks it has been designed for. This control system is based on the composition of sensorial perceptions, the evaluation of stimulus through the use of the psychophysics theory of the surprise, and the creation of events that can be used for activating some reaction strategies (synergies) The control system developed in this Thesis, as well as the human being does, processes information coming from different sensorial sources. It also composes the named perceptions, which depend on the type of task the postural control acts over. The value of those perceptions is obtained using bio-inspired evaluation techniques of sensorial inference. Once the sensorial input has been obtained, it is necessary to process it in order to foresee possible disturbances that may provoke an incorrect performance of a task. The system developed in this Thesis evaluates the sensorial information, previously transformed into perceptions, through the use of the “Surprise Theory”, and it generates some events called “surprises” used for predicting the evolution of a task. Finally, the anticipative system for postural control can compose, if necessary, the proper reactions through the use of predefined movement patterns called synergies. Those reactions can complement or substitute completely the normal performance of a task. The performance of the anticipative system for postural control as well as the performance of each one of its components have been tested through simulations and the application of the results in the humanoid robot TEO from the RoboticsLab research group in the Systems Engineering and Automation Department from the Carlos III University of Madrid. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------; Esta Tesis Doctoral pretende aportar un punto de vista diferente en el desarrollo de arquitecturas de control para robots humanoides. En concreto, esta Tesis se centra en el estudio del sistema de control postural humano y en la aplicación de este conocimiento en el desarrollo de una nueva arquitectura de control postural para robots humanoides. El estudio realizado en esta Tesis pone de manifiesto la existencia de una componente de control postural reactiva y otra predictiva o anticipativa. Este trabajo se ha centrado en el desarrollo de la segunda componente mediante la implementación de un sistema predictivo que complemente al sistema reactivo. El sistema de control anticipativo ha sido estudiado en el caso humano y extrapolado para la arquitectura de control del robot humanoide TEO. De este modo, sus diferentes componentes han sido desarrollados inspirándose en el funcionamiento humano y considerando las tareas para las que dicho robot ha sido concebido. Dicho sistema está basado en la composición de percepciones sensoriales, la evaluación de los estímulos mediante el uso de la teoría psicofísica de la sorpresa y la generación de eventos que sirvan para activar estrategias de reacción (sinergias). El sistema de control desarrollado en esta Tesis, al igual que el ser humano, procesa información de múltiples fuentes sensoriales y compone las denominadas percepciones, que dependen del tipo de tarea sobre la que actúa el control postural. El valor de estas percepciones es obtenido utilizando técnicas de evaluación bioinspiradas de inferencia sensorial. Una vez la entrada sensorial ha sido obtenida, es necesario procesarla para prever posibles perturbaciones que puedan ocasionar una incorrecta realización de una tarea. El sistema desarrollado en esta Tesis evalúa la información sensorial, previamente transformada en percepciones, mediante la ‘Teoría de la Sorpresa’ y genera eventos llamados ‘sorpresas’ que sirven para predecir la evolución de una tarea. Por último, el sistema anticipativo de control postural puede componer, si fuese necesario, las reacciones adecuadas mediante el uso de patrones de movimientos predefinidos llamados sinergias. Dichas reacciones pueden complementar o sustituir por completo la ejecución normal de una tarea. El funcionamiento del sistema anticipativo de control postural y de cada uno de sus componentes ha sido probado tanto por medio de simulaciones como por su aplicación en el robot humanoide TEO del grupo de investigación RoboticsLab en el Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Universidad Carlos III de Madrid. Wed, 06 Mar 2013 00:42:10 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107984 2013-03-06T00:42:10Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107910 Aproximaciones simultáneas e irracionalidad de los valores de la función zeta de Riemann Soria Lorente, Anier El problema de Riemman-Hilbert constituye una importante herramienta dentro de la teoría de funciones analíticas, poseyendo una fuerte conexión con problemas de aplicación física como la elasticidad y la hidrodinámica. Básicamente, esta teoría tiene como objetivo central encontrar una función que sea analítica en una determinada región, teniendo en cuenta ciertas relaciones de salto entre sus valores límites sobre los puntos de un contorno dado. Tal problema fue mencionado por Riemann en su célebre disertación, mas fue estudiado primeramente por Hilbert, de ahí la terminología, problema de Riemann-Hilbert. Los problemas de frontera o de Riemann-Hilbert para funciones analíticas han resultado ser una herramienta fundamental en la teoría de ecuaciones diferenciales, tanto ordinarias como parciales, estando en la base de técnicas tan fundamentales como el scattering inverso y otros. A partir de los trabajos de Fokas, Its y Kitaev en los años 90, estos métodos han empezado a jugar un papel preponderante en la teoría de polinomios ortogonales. A continuación se dará un breve resumen de algunas técnicas del problema de Riemann-Hilbert y del papel de puente que las mismas juegan entre la teoría moderna de funciones especiales, polinomios ortogonales y teoría analítica de números. Tue, 05 Mar 2013 00:43:46 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107910 2013-03-05T00:43:46Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107712 An approach to design new coatings for biomedical applications El-Hadad, Amir Abdel-Samie Ti6Al4V alloy is widely used as implants for orthopedic and dental applications because of its superior mechanical properties, excellent corrosion resistance and good biocompatibility. However, it takes long period of several months for Ti6Al4V implants to integrate with the bone tissue due to their bio-inert feature in nature. An innovating and incipient method to solve the above mentioned drawbacks consist of the development of new coatings which could improve both the biological and corrosion protection performance of the Ti6Al4V alloy. Thus, a variety of strategies have been implemented to modify the surface of Ti6Al4V-based implants and enhance bone growth and their initial stability. A common approach is the deposition of bioactive hybrid coatings including inorganic and organic units on the surface of the Ti6Al4V alloy via sol-gel method. The sol–gel route is of great interest as it offers the possibility of tailoring the material properties by variation of the relative composition of the precursors used. The aim of this thesis is focused on the development of new coatings, starting with inorganic hydroxyapatite (HAp) deposited onto Ti6Al4V substrate prepared through solgel route. The effect of thermal treatment temperature on both in-vitro bioactivity and corrosion performance has been studied in simulated body fluid solution (SBF). A complete physical-chemical characterization was done in all the thermally treated coatings obtained. In-vitro tests in SBF were carried out in order to investigate the biological performance of the films. Due to the high temperature required for synthesizing HAp in crystalline form, porous and cracked coatings have been obtained, as a result of the thermal treatments applied to the prepared coatings. Although of these cracks, on the film was produced the precipitation of bone-like apatite after immersion in SBF. These precipitation products lead also to an improvement of the corrosion performance through blocking effect. The corrosion protection of the coating depends on its ability to act as a physical barrier preventing the penetration of corrosive species to reach the metal surface. This fact stimulated us to reach other goals through the preparation of sets of various new organic-inorganic hybrids. These new coatings have been also prepared through sol-gel route. To obtain workable films and their optimum preparation conditions, a new study has been carried out. The aim of this new study has been to optimize the organic– inorganic hybrid preparation method through studying the structural changes which take place during the hydrolysis and condensation processes of a mixture of γ- methacryloxypropyltrimethoxysilane (MAPTMS) and tetramethylorthosilicate (TMOS) in solution after the addition of water and ethanol. FTIR, liquid-state ²⁹Si and ¹³C nuclear magnetic resonance (NMR) have been applied for this purpose. The results indicated that, the hydrolysis process of the two silane precursors is a time-dependent process and four hours of reaction are required for obtaining workable films. Then, after the results obtained in the first two stages of this PhD thesis, three different organic-inorganic hybrid coatings have been prepared. These coatings have been based on the MAPTMS/TMOS matrix modified with different phosphorous precursors; HAp as solid phosphorus precursor and triethylphosphite (TEP) and dimethylsilylphosphite (DMTSP) as liquid phosphorus precursors. These precursors have been added in different amounts with the aim to obtain new materials of physicalchemical and biological interest. At this level, during investigation, the following four aspects have been taken into account: 1. Evaluation of the effect of the addition of the different phosphorous precursors on the densification of the siloxane network. 2. Physical-chemical characterization of the resulting coatings. 3. Evaluation of the in-vitro osteointegration of the coatings through assays of normal human osteoblast cytotoxicity and adhesion. 4. Evaluation of the corrosion performance of the coatings. The results obtained along this study have shown that, all the prepared coatings are relatively hydrophobic with respect to the un-coated alloy. All the modified films are denser than the control one based on the MAPTMS/TMOS matrix. This fact allows these coatings to act as effective physical barriers against corrosion. The presence of phosphorus precursors results in further cross-linking and at the same time act as binding sites for protein adsorption. The importance of phosphorus in cell division and proliferation make also these coatings bioactive. The coating based on MAPTMS/TMOS/DMTSP showed the best biological performance in terms of cell proliferation and adhesion. Concerning the barrier properties provided by the designed hybrid films, the sol-gel films obtained by the chemical modification of the MAPTMS/TMOS matrix with TEP, showed the best barrier properties when immersed in SBF for 30 days. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------; Las aleaciones de Ti6Al4V son ampliamente utilizadas como biomaterial metálico para prótesis e implantes dentales debido a sus buenas propiedades mecánicas, excelente resistencia a la corrosión y buena biocompatibilidad. Sin embargo, son necesarios varios meses para una buena osteointegración debido a la naturaleza inerte de la aleación. Un método innovador para solucionar esta desventaja consiste en el desarrollo de nuevos recubrimientos que confieran bioactividad a la superficie de la aleación Ti6Al4V a la vez que mejoran su resistencia a la corrosión. Por esta razón, distintos tipos de estrategias se han desarrollado estos últimos años para modificar la superficie de los implantes fabricados a partir de la aleación Ti6Al4V. Todas ellas tienen como objetivo principal mejorar la interfase implante-hueso activando la formación de tejido óseo y mejorando su estabilidad en la fase inicial se osteointegración. Uno de los mejores métodos para conseguir estas interfases se basa en la aplicación de recubrimientos bioactivos sobre la superficie de la aleación. Concretamente, mediante el método sol-gel se pueden obtener recubrimientos bioactivos híbridos órgano-inorgánicos sobre la superficie de la aleación. El método sol-gel es de gran interés para la obtención de este tipo de recubrimientos porque ofrece la posibilidad de diseñar a medida las propiedades del material y/o recubrimiento deseado mediante la variación de la composición relativa de los precursores utilizados. El objetivo principal de esta tesis se centra en el desarrollo de nuevos recubrimientos multifuncionales con buenas propiedades bioactivas y anticorrosivas. El procedimiento seguido para la consecución del objetivo principal ha consistido en varias etapas. La primera ha sido partir de la síntesis de un material de bioactividad conocida, Hidroxiapatita (HAp), y optimizar los parámetros del proceso sol-gel para conseguir las mejores propiedades bioactivas tanto en forma de nanopartículas como aplicado como recubrimiento inorgánico sobre la superficie de la aleación Ti6Al4V. Para ello, se ha estudiado el efecto de la temperatura de tratamiento tanto en la respuesta bioactiva de las nanoparticulas de HAp, como en la bioactividad y la resistencia a la corrosión del recubrimiento inorgánico de HAp sobre la aleación. La respuesta bioactiva in-vitro y la resistencia a la corrosión se han estudiado en presencia de fluido fisiológico simulado (SBF). Se han obtenido nanopartículas de HAp con una excelente bioactividad. En el caso de los recubrimientos inorgánicos de HAp, debido a las altas temperaturas para conseguir la forma cristalina de la HAp, se generaron algunas grietas en los recubrimientos. A pesar de ello, en la evaluación de bioactividad mostraron precipitación de apatita con estructura similar a la ósea. Dicha precipitación también contribuyó a mejorar el efecto barrera del recubrimiento, mediante el bloqueo de poros y grietas, evitando así la incorporación de iones tóxicos provenientes de la superficie de la aleación al fluido fisiológico. La protección frente a la corrosión de un recubrimiento depende, en parte, de su habilidad para actuar como barrera evitando el acceso de especies corrosivas a la superficie metálica. Este hecho pone de manifiesto la necesidad de desarrollar otro tipo de recubrimientos, actuando como estimulo para la consecución de los siguientes objetivos de esta tesis. De esta forma, partiendo de los resultados obtenidos en la primera etapa con los recubrimientos inorgánicos de HAp, posteriormente, se ha ido aumentando la complejidad de los nuevos recubrimientos desarrollados hasta alcanzar los objetivos propuestos, bioactividad y resistencia a la corrosión. Con el fin de obtener nuevos recubrimientos viables, así como sus optimas condiciones de preparación, primeramente se desarrollo un nuevo estudio cuyo objetivo concreto ha sido la optimización del método de preparación de un nuevo recubrimiento hibrido órgano-inorgánico mediante el estudio de los cambios estructurales que tienen lugar durante los procesos de hidrólisis y condensación de una mezcla de γ- metacriloxipropiltrimetoxisilano (MAPTMS) y tetrametilortosilicato (TMOS) en solución después de la adición de agua y etanol. Este estudio se realizo mediante Espectroscopia Infraroja (IR) y Resonancia Magnetico-Nuclear (RMN) del ²⁹Si y ¹³C en estado líquido. Los resultados indicaron que la hidrólisis de estos dos precursores es un proceso dependiente del tiempo y cuatro horas de reacción es el tiempo optimo para obtener recubrimientos viables de ser aplicados y posteriormente poder actuar como matriz hibrida de recubrimientos más complejos. Tras los resultados obtenidos en estas dos primeras etapas descritas, se han diseñado y obtenido tres nuevos recubrimientos híbridos órgano-inorgánico con las propiedades requeridas. Dichos recubrimientos se basan en una matriz de MAPTMS/TMOS que ha sido modificada con distintos precursores de fósforo para dotarles de la deseada bioactividad. Los precursores de fósforo utilizados han sido nanoparticulas de HAp, como precursor sólido de fósforo y trietilfosfito (TEP) y dimetilsililfosfito (DMTSP) como precursores líquidos de fósforo. Estos precursores se han añadido en distintas cantidades con el objetivo de obtener nuevos recubrimientos de interés físico, químico y biológico. En esta etapa, durante la investigación, se han tenido en cuenta los siguientes aspectos: 1. Evaluación del efecto de la adición de los diferentes precursores de fósforo en la densificación de la matriz siloxánica. 2. Caracterización físico-química de los recubrimientos obtenidos. 3. Evaluación in-vitro de la osteointegración a partir de ensayos de citotoxicidad y adhesión de osteoblastos humanos. 4. Evaluación del comportamiento frente a la corrosión de los recubrimientos. Los principales resultados obtenidos a lo largo de este estudio han demostrado que todos los recubrimientos preparados tienen un comportamiento ligeramente más hidrofóbico que la superficie de la aleación Ti6Al4V. Todos los recubrimientos modificados con los distintos precursores de fósforo tienen mayor densidad que la matriz MAPTMS/TMOS de partida. Este hecho les confiere a estos recubrimientos unas buenas propiedades para actuar como una barrera física efectiva entre la superficie de la aleación y el medio fisiológico, mejorando así su comportamiento frente a la corrosión. La presencia de los precursores de fosforo en estado liquido, ha resultado en un aumento del grado de entrecruzamiento creando al mismo tiempo el fósforo sitios activos preferentes para la adsorción de proteínas. La importancia del fósforo en la división y proliferación celular confiere a su vez a estos recubrimientos bioactividad. De todos los recubrimientos obtenidos y estudiados, el recubrimiento basado en MAPTMS/TMOS/DMTSP mostró la mejor respuesta biológica en términos de proliferación y adhesión de osteoblastos. En relación con las propiedades barrera ofrecidas por los recubrimientos diseñados, el recubrimiento obtenido mediante modificación química con TEP de la matriz MAPTMS/TMOS de partida ha sido el que mejores propiedades barrera ha mostrado durante 30 días de inmersión en SBF. Wed, 27 Feb 2013 00:41:24 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107712 2013-02-27T00:41:24Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107686 Data fusion architecture for intelligent vehicles García Fernández, Fernando Traffic accidents are an important socio-economic problem. Every year, the cost in human lives and the economic consequences are inestimable. During the latest years, efforts to reduce or mitigate this problem have lead to a reduction in casualties. But, the death toll in road accidents is still a problem, which means that there is still much work to be done. Recent advances in information technology have lead to more complex applications, which have the ability to help or even substitute the driver in case of hazardous situations, allowing more secure and efficient driving. But these complex systems require more trustable and accurate sensing technology that allows detecting and identifying the surrounding environment as well as identifying the different objects and users. However, the sensing technology available nowadays is insufficient itself, and thus combining the different available technologies is mandatory in order to fulfill the exigent requirements of safety road applications. In this way, the limitations of every system are overcome. More dependable and reliable information can be thus obtained. These kinds of applications are called Data Fusion (DF) applications. The present document tries to provide a solution for the Data Fusion problem in the Intelligent Transport System (ITS) field by providing a set of techniques and algorithms that allow the combination of information from different sensors. By combining these sensors the basic performances of the classical approaches in ITS can be enhanced, satisfying the demands of safety applications. The works presented are related with two researching fields. Intelligent Transport System is the researching field where this thesis was established. ITS tries to use the recent advances in Information Technology to increase the security and efficiency of the transport systems. Data Fusion techniques, on the other hand, try to give solution to the process related with the combination of information from different sources, enhancing the basic capacities of the systems and adding trustability to the inferences. This work attempts to use the Data Fusion algorithms and techniques to provide solution to classic ITS applications. The sensors used in the present application include a laser scanner and computer vision. First is a well known sensor, widely used, and during more recent years have started to be applied in different ITS applications, showing advanced performance mainly related to its trustability. Second is a recent sensor in automotive applications widely used in all recent ITS advances in the last decade. Thanks to computer vision road security applications (e.g. traffic sign detection, driver monitoring, lane detection, pedestrian detection, etc.) advancements are becoming possible. The present thesis tries to solve the environment reconstruction problem, identifying users of the roads (i.e. pedestrians and vehicles) by the use of Data Fusion techniques. The solution delivers a complete level based solution to the Data Fusion problem. It provides different tools for detecting as well as estimates the degree of danger that involve any detection. Presented algorithms represents a step forward in the ITS world, providing novel Data Fusion based algorithms that allow the detection and estimation of movement of pedestrians and vehicles in a robust and trustable way. To perform such a demanding task other information sources were needed: GPS, inertial systems and context information. Finally, it is important to remark that in the frame of the present thesis, the lack of detection and identification techniques based in radar laser resulted in the need to research and provide more innovative approaches, based in the use of laser scanner, able to detect and identify the different actors involved in the road environment. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------; Los accidentes de tráfico son un grave problema social y económico, cada año el coste tanto en vidas humanas como económico es incontable, por lo que cualquier acción que conlleve la reducción o eliminación de esta lacra es importante. Durante los últimos años se han hecho avances para mitigar el número de accidentes y reducir sus consecuencias. Estos esfuerzos han dado sus frutos, reduciendo el número de accidentes y sus víctimas. Sin embargo el número de heridos y muertos en accidentes de este tipo es aún muy alto, por lo que no hay que rebajar los esfuerzos encaminados a hacer desaparecer tan importante problema. Los recientes avances en tecnologías de la información han permitido la creación de sistemas de ayuda a la conducción cada vez más complejos, capaces de ayudar e incluso sustituir al conductor, permitiendo una conducción más segura y eficiente. Pero estos complejos sistemas requieren de los sensores más fiables, capaces de permitir reconstruir el entorno, identificar los distintos objetos que se encuentran en él e identificar los potenciales peligros. Los sensores disponibles en la actualidad han demostrado ser insuficientes para tan ardua tarea, debido a los enormes requerimientos que conlleva una aplicación de seguridad en carretera. Por lo tanto, combinar los diferentes sensores disponibles se antoja necesario para llegar a los niveles de eficiencia y confianza que requieren este tipo de aplicaciones. De esta forma, las limitaciones de cada sensor pueden ser superadas, gracias al uso combinado de los diferentes sensores, cada uno de ellos proporcionando información que complementa la obtenida por otros sistemas. Este tipo de aplicaciones se denomina aplicaciones de Fusión Sensorial. El presente trabajo busca aportar soluciones en el entorno de los vehículos inteligentes, mediante técnicas de fusión sensorial, a clásicos problemas relacionados con la seguridad vial. Se buscará combinar diferentes sensores y otras fuentes de información, para obtener un sistema fiable, capaz de satisfacer las exigentes demandas de este tipo de aplicaciones. Los estudios realizados y algoritmos propuestos están enmarcados en dos campos de investigación bien conocidos y populares. Los Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS- por sus siglas en ingles- Intelligent Transportation Systems), marco en el que se centra la presente tesis, que engloba las diferentes tecnologías que durante los últimos años han permitido dotar a los sistemas de transporte de mejoras que aumentan la seguridad y eficiencia de los sistemas de transporte tradicionales, gracias a las novedades en el campo de las tecnologías de la información. Por otro lado las técnicas de Fusión Sensorial (DF -por sus siglas en ingles- Data Fusión) engloban las diferentes técnicas y procesos necesarios para combinar diferentes fuentes de información, permitiendo mejorar las prestaciones y dando fiabilidad a los sistemas finales. La presente tesis buscará el empleo de las técnicas de Fusión Sensorial para dar solución a problemas relacionados con Sistemas Inteligentes de Transporte. Los sensores escogidos para esta aplicación son un escáner láser y visión por computador. El primero es un sensor ampliamente conocido, que durante los últimos años ha comenzado a emplearse en el mundo de los ITS con unos excelentes resultados. El segundo de este conjunto de sensores es uno de los sistemas más empleados durante los últimos años, para dotar de cada vez más complejos y versátiles aplicaciones en el mundo de los ITS. Gracias a la visión por computador, aplicaciones tan necesarias para la seguridad como detección de señales de tráfico, líneas de la carreta, peatones, etcétera, que hace unos años parecía ciencia ficción, están cada vez más cerca. La aplicación que se presenta pretende dar solución al problema de reconstrucción de entornos viales, identificando a los principales usuarios de la carretera (vehículos y peatones) mediante técnicas de Fusión Sensorial. La solución implementada busca dar una completa solución a todos los niveles del proceso de fusión sensorial, proveyendo de las diferentes herramientas, no solo para detectar los otros usuarios, sino para dar una estimación del peligro que cada una de estas detecciones implica. Para lograr este propósito, además de los sensores ya comentados han sido necesarias otras fuentes de información, como sensores GPS, inerciales e información contextual. Los algoritmos presentados pretenden ser un importante paso adelante en el mundo de los Sistemas Inteligentes de Transporte, proporcionando novedosos algoritmos basados en tecnologías de Fusión Sensorial que permitirán detectar y estimar el movimiento de los peatones y vehículos de forma fiable y robusta. Finalmente hay que remarcar que en el marco de la presente tesis, la falta de sistemas de detección e identificación de obstáculos basados en radar láser provocó la necesidad de implementar novedosos algoritmos que detectasen e identificasen, en la medida de lo posible y pese a las limitaciones de la tecnología, los diferentes obstáculos que se pueden encontrar en la carretera basándose en este sensor. Tue, 26 Feb 2013 00:46:37 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107686 2013-02-26T00:46:37Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107208 Advanced techniques for multicast service provision in core transport networks Fernández del Carpio, Gonzalo Although the network-based multicast service is the optimal way to support of a large variety of popular applications such as high-definition television (HDTV), videoon- demand (VoD), virtual private LAN service (VPLS), grid computing, optical storage area networks (O-SAN), video conferencing, e-learning, massive multiplayer online role-playing games (MMORPG), networked virtual reality, etc., there are a number of technological and operational reasons that prevents a wider deployment. This PhD work addresses this problem in the context of core transport network, by proposing and analyzing new cost-effective and scalable techniques to support multicast both at the Optical layer and at the Network layer (MPLS-IP networks). In the Optical layer, in particular in Wavelength Division Multiplexing (WDM) Optical Circuit Switched networks, current multicast-capable OXC node designs are of a great complexity and have high attenuation levels, mainly because of the required signal splitting operation plus the traversal of a complex switching stage. This makes multi-point support rarely included in commercial OXC nodes. Inspired in previous works in the literature, we propose a novel architecture that combines the best of splitting and tap-and-continue (TaC), called 2-STC (2-split-tap-and-continue) in the framework of integrated optics. A 2-STC OXC node is a flexible design capable of tapping and splitting over up to two outgoing links in order to obtain lower end-to-end latency than in TaC and an improved power budget distribution over split-and-delivery (SaD) designs. Another advantage of this architecture is its simplicity and the reduced number of components required, scaling well even for implementations of the node with many input/output ports. Extensive simulations show that the binary split (2-split) is quite enough for most real-life core network topologies scenarios, since the average node degree is usually between 3 and 4. A variant of this design, called 2-STCg, for making the node capable of optical traffic grooming (i.e. accommodation of low-speed demands into wavelength-links) is also presented. At the Network layer, one of the main reasons that hinder multicast deployment is the high amount of forwarding state information required in core routers, especially when a large number of medium/small-sized multicast demands arrive to the core network, because the state data that needs to be kept at intermediate core routers grows proportionally to the number of multicast demands. In this scenario, we study the aggregation of multicast demands into shared distribution trees, providing a set of techniques to observe the trade-off between bandwidth and state information. This study is made in the context of MPLS VPN-based networks, with the aggregation of multicast VPNs in different real network scenarios and using novel heuristics for aggregation. Still, the main problem of aggregation is the high percentage of wasted bandwidth that depends mainly on the amount of shared trees used. On the other hand, recent works have brought back Bloom filters as an alternative for multicast forwarding. In this approach the packet header contains a Bloom filter that is evaluated at each hop for matching with the corresponding outgoing link ID. Although this approach is claimed to be stateless, it presents serious drawbacks due to false positives, namely important forwarding anomalies (duplicated flows, packet storms and loops) and the header overhead. In order to solve these drawbacks we propose D-MPSS (Depth-Wise Multi-Protocol Stateless Switching). This technique makes use of a stack of Bloom filters instead of a single one for all the path/tree, each one including only the links of a given depth of the tree. Analytical studies and simulations show that our approach reduces the forwarding anomalies present in similar state-of-the-art techniques, achieving in most network scenarios a forwarding efficiency (useful traffic) greater than 95%. Finally, we study the possibility of using tree aggregation and Bloom filters together, and propose a set of techniques grouped as H-ABF techniques (hybrid aggregation - Bloom filter-based forwarding), which improve D-MPSS and other previously proposed techniques, practically eliminating the forwarding loops and increasing the forwarding efficiency up to more than 99% in most network scenarios. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------; Aunque el servicio de multidifusión (multicast) basado en redes es la mejor manera de dar soporte a una gran variedad de aplicaciones populares como la televisión de alta definición (HDTV), el video bajo demanda (VoD), el servicio de LAN privadas virtuales (VPLS), la computación grid, las redes de área de almacenamiento óptico (O-SAN), la videoconferencia, la educación a distancia, los juegos masivos de rol en línea de múltiples jugadores (MMORPG), la realidad virtual en red, etc., hay varias razones tecnológicas y operacionales que le impiden un mayor despliegue. Esta tesis doctoral aborda este problema en el contexto de las redes troncales de transporte, proponiendo y analizando técnicas de bajo coste y escalables para dar soporte al multicast tanto para la capa óptica como para la capa de red (redes MPLS-IP). En la capa óptica, en particular en las redes ópticas conmutadas por circuitos con multiplexación de longitud de onda (WDM), los diseños de nodos OXC con capacidades multicast muestran una gran complejidad y altos niveles de atenuación, principalmente debido a la necesaria operación de división de la señal, además del paso de ella a través de una compleja fase de conmutación. Esto hace que el soporte multi-punto sea raramente incluido en los nodos OXC comerciales. Inspirados en trabajos previos de la literatura, proponemos una novedosa arquitectura que combina lo mejor de dividir (splitting) y tap-y-continuar (TaC), llamado 2-STC (2-split-tapand- continue) en el marco de trabajo de la óptica integrada. Un nodo OXC 2-STC es un diseño flexible capaz de hacer tapping (tomar una pequeña muestra de la señal) y dividir la señal hacia un máximo de dos enlaces de salida, con el fin de obtener una menor latencia terminal-a-terminal que en TaC y una mejorada distribución de la disponibilidad de potencia por encima de los diseños split-and-delivery (SaD). Otra ventaja de esta arquitectura es su simplicidad y el número reducido de componentes requerido, escalando bien para las implementaciones del nodo con muchos puertos de entrada/salida. Extensas simulaciones muestran que la división binaria (2-split) es prácticamente suficiente para la mayoría de las topologías de redes de transporte en la vida real, debido a que el grado promedio de los nodos es usualmente 3 y 4. Una variante de este diseño, llamada 2-STCg, para hacer el nodo capaz de realizar grooming (es decir, la capacidad de acomodar demandas de menor velocidad en longitudes de onda - enlaces) de tráfico óptico, es también presentada. En la capa de red, una de las principales razones que obstaculizan el despliegue del multicast es la gran cantidad de información del estado de reenvío requerida en los enrutadores de la red de transporte, especialmente cuando un gran número de demandas multicast de tamaño mediano/pequeño llegan a la red de transporte, ya que los datos de estado a ser almacenados en los enrutadores crecen proporcionalmente con el número de demandas multicast. En este escenario, estudiamos la agregación de demandas multicast en árboles de distribución, proporcionando un conjunto de técnicas para observar el equilibrio entre el ancho de banda y la información de estado. Este estudio está hecho en el contexto de las redes basadas en redes privadas virtuales (VPN) MPLS, con la agregación de VPNs multicast en distintos escenarios de redes reales y utilizando nuevos heurísticos para la agregación. Aún así, el principal problema de la agregación es el alto porcentaje de ancho de banda desperdiciado que depende principalmente de la cantidad de árboles compartidos usados. Por otro lado, trabajos recientes han vuelto a traer a los filtros de Bloom como una alternativa para realizar el reenvío multicast. En esta aproximación la cabecera del paquete contiene un filtro de Bloom que es evaluado en cada salto para emparejarlo con el identificador del enlace de salida correspondiente. Aunque se afirma que esta solución no utiliza información de estado, presenta serias desventajas debido a los falsos positivos, esto es, anomalías de reenvío importantes (flujos duplicados, tormentas de paquetes y bucles) y gasto de ancho de banda por la cabecera de los paquetes. Para poder resolver estos problemas proponemos D-MPSS (Depth- Wise Multi-Protocol Stateless Switching). Esta técnica hace uso de una pila de filtros de Bloom en lugar de uno sólo para todo el camino/árbol, incluyendo cada uno sólo los enlaces de una determinada profundidad del árbol. Estudios analíticos y simulaciones demuestran que nuestra propuesta reduce los anomalías de reenvío presentes en otras técnicas similares del estado del arte, alcanzando en la mayoría de escenarios reales una eficiencia de reenvío (tráfico útil) mayor que 95%. Finalmente, estudiamos la posibilidad de usar agregación de árboles y filtros de Bloom juntos, y proponemos un conjunto de técnicas agrupadas como técnicas HABF (hybrid aggregation - Bloom filter-based forwarding), que mejoran D-MPSS y las otras técnicas propuestas previamente, eliminando prácticamente los bucles e incrementando la eficiencia de reenvío hasta más de un 99% en la mayoría de los escenarios de redes. Fri, 22 Feb 2013 02:05:07 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107208 2013-02-22T02:05:07Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104585 La efectividad del principio de no discriminación: una investigación socio-jurídica de la jurisprudencia del sistema interamericano de derechos humanos Reyes Aragón, Wilson Rafael de los Los derechos humanos ocupan un lugar destacado en el discurso de legitimación estatal. El reconocimiento de los derechos a nivel jurídico no siempre supone su garantía en la práctica. Debido a los diferentes factores involucrados en el proceso de legitimación estatal, los procesos sociales pueden influir fuertemente en el nivel de efectividad de la respuesta estatal ante violaciones de los derechos humanos. Aunque dicha respuesta se promete universal, su contenido dependerá de las condiciones sociales de la víctima en cada caso. Thu, 21 Feb 2013 00:41:29 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104585 2013-02-21T00:41:29Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104584 Sistema multi-agente basado en contexto, localización y reputación para dominios de inteligencia artificial Venturini, Verónica M. Las investigaciones en Inteligencia Ambiental (denominada también Computación Ubicua) utilizando tecnologías inalámbricas han crecido en los últimos años a pasos agigantados. El término Inteligencia Ambiental es un nuevo concepto adoptado para hacer referencia a entornos inteligentes, en donde la computadora y los dispositivos móviles asisten al usuario en sus actividades cotidianas. Son entornos con un gran despliegue de diferentes tecnologías, invisibles al usuario, que hacen posible la provisión de servicios personalizados. Los agentes inteligentes son un paradigma especial dentro de la Inteligencia Ambiental. La principal contribución de este trabajo consiste en el diseño metodológico de un sistema basado en contexto (incluyendo servicios de localización) utilizando agentes inteligentes, que da soporte a las necesidades de información de estas nuevas tecnologías, para dominios heterogéneos. Los agentes facilitan la comunicación y las interacciones entre los usuarios del sistema. Para hacer factible este intercambio de mensajes, es necesario contar con una ontología, la cual posibilita, no tan solo la comunicación entre los agentes intervinientes, sino que además, permite a los agentes razonar sobre el contexto en el que se sitúan. En este sentido, el uso de información geográfica permite inferir información de alto nivel sobre dónde se encuentra un agente. Las preferencias de los usuarios permiten seleccionar los mejores servicios en cada escenario de Inteligencia Ambiental. Esta personalización es particularmente adecuada en los sistemas multiagentes con capacidades de aprendizaje. En base a esta concepción, se aborda la adquisición de perfiles de usuarios, de forma no intrusiva, a través de técnicas de computación evolutiva. La adquisición de las preferencias del usuario hacen posible que se le presente al usuario una lista de actividades priorizada por realizar, según el dominio en el que se encuentre a efectos de maximizar factores que le sean relevantes. Además, en base a estos perfiles, los agentes proveedores realizan sus ofertas. Finalmente, las interacciones usuarios-proveedores en un dominio dinámico, requieren de cierto grado de confianza, el cual se adquiere a través del uso de sistemas de confianza y reputación. En este sentido, se presenta CALoR, un modelo de reputación basado en contexto y localización, que permite a los agentes usuarios del sistema realizar recomendaciones a otros agentes usuarios, considerando sus experiencias pasadas, y también aspectos espacio-temporales. Se asume que la recomendación enviada por un agente usuario sobre un agente proveedor es más fiable cuando han interactuado recientemente, y el agente usuario ha podido evaluar el servicio provisto a una distancia considerablemente corta. Resumiendo, en las páginas siguientes, se presentará al lector, una arquitectura multi-agente basada en contexto y localización para dominios heterogéneos de inteligencia ambiental. Se explicará en detalle la construcción del perfil de usuario utilizando algoritmos genéticos para la provisión de servicios personalizados, y se presentará el modelo de reputación CALoR para afianzar las relaciones entre los agentes de la arquitectura. Por cada módulo, se presentan los experimentos realizados y los resultados obtenidos, que demuestran la robustez de la propuesta global. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------; Researches on Ambient Intelligent (also known as Ubiquitous Computing) using wireless technologies have increased over the last few years. Ambient Intelligence is a new concept adopted for referencing an intelligent environment, where the user is assist by the computer and his mobile device wherever he is. Several technologies are necessaries in these environments to provide personalized services. All immersed devices are invisibles to the user. Ambient Intelligence is an ideal workspace for agents because of autonomous distributed and proactive agent nature. The main contribution of this Thesis consists of designing a methodological approach a Context Aware System (involving location services) using Agents that can be used in very different domains. We review several scenarios to define a multi-agent architecture, that support the information needs of these new technologies, that will be used in heterogeneous domain. We use ontology to facilitate the communication between agents. Furthermore, this ontology allows agent’s reasoning. In this manner, the use of geographic information allows to infer high level information about the real place where the agent is. In Ambient Intelligence scenarios, user preferences allow to select the best services for each user. This personalization is particularly suitable in a multi-agent system with learning capabilities. Based on this, and on the improvement of the mobile technologies, we developed an algorithm that allows learning the user profile. A list of prioritized services would therefore be presented to the user that takes into account user interests. Also, the providers agents could make their offers. Finally, users-providers interactions that take place in a dynamical domain needs a certain trust. Trust is build using trust and reputation systems. In this manner, we present CALoR reputation model that is a reputation model based-on context and location. This model allows the user agents of the systems to make recommendations from each other. CALoR take into account the past interactions of the agents and their spatial-temporal issues. We assume that a recommendation send by a user agent over a provider agent is more reliable when the agents interact closely and recently. In summary, the reader will found in next pages a multi-agent system based-on context and location for heterogeneous domain in ambient intelligence. We explain the detail of the user profile acquisition using genetic algorithms. And we present CALoR system to consolidate the relationship between agents. For each item, we expose our experiments and the obtained results, that validates this approach. Thu, 21 Feb 2013 00:41:27 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104584 2013-02-21T00:41:27Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104570 The technical and economic feasibility of Cynara cardunculus L. gasification Gómez García, Alberto This PhD Thesis analyses the technical and economic feasibility of the gasification of one of the most promising energy crops in terms of biomass yield and plantation costs: Cynara cardunculus L. (cynara). The aim of this analysis is to assess the bioenergy production via fluidized bed gasification (FBG) and the ulterior treatment of the synthesis gas (syngas) produced in the FBG reactor to adequate it to end-use applications such as gas turbines and internal combustion engines. To achieve this objective, this thesis proposes a formulation model approach for evaluating the electricity generation costs (Chapter 2), the reactor performance (Chapter 3) and the syngas conditioning efficiency (Chapter 4). For this purpose, the Autonomous Community of Madrid (CAM) has been taken as study case. The analysis estimates that the cynara has the potential to provide 1708 GWh yr-1, that is, around 42% of national biomass-based electricity supply and exceeds 72% of total renewable-based electricity supply in CAM. Therefore, the implementation of cynara projects could help reducing the total energy consumption of CAM by 0.05%, what would suppose to avoid up to 66% of CO2 emissions from fossil fuels. The economic assessment performed in the present work evaluates the use of two thermochemical technologies for cynara conversion into electricity to be used for different applications or sold to the national grid. The technological solutions considered are: a Combined Cycle Gas Turbine (CCGT) plant and an Internal Combustion Engine (ICE) power generator. The CCGT solution was studied for an installed capacity range of 5-30 MW, while the ICE solution was analysed for a range of 1-30 MW. A sensitivity analysis was conducted to examine the effects of variables such as biomass yield, discount rate, transport cost, operation and maintenance. For a cynara yield of 17 t/ha in an 8 MW plant as base case, the economic analysis estimates a production costs of 21.60 c€/kWh and 24.32 c€/kW for the CCGT and ICE solutions, respectively. Accordingly, CCGT plants are the best choice for a plant size above 8 MW, while ICE plants constitute the most suitable technology below 8 MW. With regards to the discount rate, the results show that for the same base case (8 MW), for a discount rate of 10% the cost of electricity is estimated to be 16.69 c€/kWh for CCGT plants and 19.08 c€/kWh for ICE plants. On the contrary, the use of the lowest discount rate (1%) yields a cost of electricity of 12.70 and 15.13 c€/kWh for CCGT and ICE solutions, respectively. Concerning to the total capital investment, it grows with the plant size, representing up to 93 and 92% of the total CCGT and ICE plant cost, respectively. Such percentages correspond to 42.17M€ and 41.46 M€ for a CCGT and ICE plant for a base case of 8 MW. Nevertheless, the ICE plants show a stronger economy of scale in energy production than the CCGT solution. In addition to this, the total operating costs for an 8 MW CCGT scenario is estimated to be 2.94 M€ and around 3.65 M€ for an ICE plant. In relation to the thermochemical conversion route of cynara, the gasification of biomass in a FB reactor has been modelled to analyse such process for Cynara cardunculus L. taking into consideration the particular biomass behavior. It is well known that the FB reactor thermal state and the biomass volatiles generation are crucial in its operation and performance. Hence, the bubble flow pattern controls the FB temperature profile driving devolatilization and tars cracking kinetics. This underlies in the fact that alkali compounds of biomass fuels, which are featured by a low melting point, can transform into vapours and ash fly that are prone to deposit on heat surfaces in boilers and/or react with the particles of the inert bed material inside the FB. Thus, the formation of agglomerates (the so-called bed agglomeration) would start and then, the defluidization of FB leading to the shut-down of the FBG reactor. Therefore, a modelling approach focused on the bubble phase, which can act as “bypassing” hot spots inside the FB region influencing on ash-related problems, can help to monitor the location of ash sintering and bed agglomeration risk regions and predict undesired FBG reactor performance. A new formulation for biomass FBG reactor modelling that considers the instantaneous devolatilization and temperature peaks due to volatiles combustion inside the FB region is proposed in the present work. A bubble phase and a FB energy balance are used to monitor the gradual release of biomass volatiles along the FB and to check the performance of the FBG reactor. The one-dimensional, steady-state proposed model uses a two-phase (bubble and emulsion) and two zone (bottom dense bed and upper freeboard) modelling approach to account for the complex nature of FBG reactor dynamics. Furthermore, no catalytic effects of ash composition from biomass are taken into consideration. For further validation and tuning up of the model proposed, a sensitivity analysis of cynara gasification in FB, under bubbling regime, was performed considering the specification design of the pilot-plant scale FBG reactor in the Thermal and Fluid Engineering Department facilities at Carlos III University of Madrid. The simulation campaign yields a syngas composition (on dry basis) of 4.79-14.84% for CO, 19.77- 21.35% for CO2, 6.11-15.00% for H2 and 2.16-5.73% for CH4. Besides, the lower heating value and tar content of the syngas fall in the range of 2.25-6.25MJ/Nm3 and 60-180g/Nm3, respectively. These results correspond to a syngas-biomass flows ratio in the range of 1.309-2.392Nm3/kg, accounting for N2 in the raw syngas produced. The analysis of the results in comparison with previous experiments stands out: 1) the good predictive capability of the model proposed and 2) the discrepancies between simulations and experimental works are attributable to the data heterogeneity found in the literature, that is, different biomass compositions, operating conditions, (catalytic) bed material used, sampling methods for syngas and tar compositions, etc. Hence, further experimental research would help improving the predictive capability of the proposed model. Finally, the conditioning of the syngas produced from the FBG reactor is needed in order to achieve end-use requirements in ICE and gas turbines (GT) plants, since the lack or inefficiency of syngas clean-up could lead to operational problems in downstream equipment and then, unscheduled shut-down and extra maintenance and repair costs. For example, particulate material can cause clogging and fouling, while tars can condensate producing blockage and attrition in filters, exit pipes, heat exchangers, etc. Furthermore, the syngas treatment to reduce its pollutants would influence the performance, investment and operational costs of the gas cleaning devices. Nowadays, gas cleaning systems are aimed to reduce particulate and tars material levels below the allowable concentrations (mg/Nm3) for ICE and GT devices: 50-50 and 30-5, respectively. Thus, as a part of the present thesis, the modelling and analysis of a moving bed heat exchange filter (MBHEF) is proposed as hot gas clean-up equipment. The MBHEF stands out because its benefits: high temperature operation (700-800ºC the exhaust gas temperature from the FB reactor), no-clogging and non-pressure increase during operation, which can lead to unscheduled shut-down if using other typical hot gas cleaning devices such as ceramic filters, bag filters. Additionally, the MBHEF would provide a high contact area between gas and solids without entrainment nor elutriation of solids. This compact size equipment would allow saving costs. Eventually, the MBHEF solution for hot gas cleaning would also avoid extra costs derived from the reactor design modification and the use of additives/catalysts in order to remove tars. It is presented a modelling approach for simulating tars and particulate removal in a MBHEF. The two-dimension, adiabatic, steady-state proposed model accounts for twophase (gas and solid) and neglects conduction and mass diffusion. Tars condensation is modelled through representative tar class lumps: phenol (class 2), naphthalene (class 4), and pyrene (class 5) according to the literature. The model also considers tar concentration influence on tar dew point, while the filtration model is taken from literature. Furthermore, an exergy study was conducted in order to optimise the equipment size and help the choice of the less expensive operating conditions. A sensitivity analysis was performed varying the particle size and superficial gas velocity as key operating parameters. To accomplish this, a syngas composition from experiments reported in the literature has been taken as study case. Thus, maps of temperature, tars abatement and particulate removal efficiencies are presented, which show the MBHEF performance for reducing impurities content. The simulation results indicate the feasibility of use a MBHEF as tars removal equipment benefiting its advantages against other gas-cleaning methods with acceptable pollutant removal efficiencies, ranging 88-94%. As observed, the MBHEF yields efficiencies, at least, the same order of magnitude of the ones attainable with the use of catalytic crackers, venture scrubbers or sand filter at much lower temperatures and higher than the ones achieved by means of wash towers, wet electrostatic precipitators, fabric filters and fixed bed absorbers. In case of not reaching the reduction level for each end-use application, the MBHEF device can be used as effective secondary removal method for eliminating tars from the syngas, with the advantages stated above as opposed the rest of removal technologies. Results also point out that low gas velocities (0.5-1m/s) and high particle size (400- 700μm) for saving costs are the most suitable operating conditions. Nevertheless, the exergy optimization involves low or very low tar removal efficiency so that the pollutant reduction and exergy cannot be optimised simultaneously. The technical and economic feasibility of Cynara cardunculus L. via fluidized bed gasification carried out in the present PhD thesis has shown the cynara as a promising energy crop to meet energy demands in Mediterranean climate locations such the CAM (study case here). Besides, the modelling approach proposed for predicting the FBG reactors performance has been shown as a useful tool to help other diagnosis methods for the prevention of bed agglomeration and ash sintering in order to avoid operational problems and unscheduled shut-down of FBG reactors. Finally, the use MBHEF as hot gas clean-up method has been analysed by means of a modelling approach presented here. This study points out that the MBHEF is very effective equipment for removing particulate and tars from the syngas produced in FBG reactors. Thus, downstream tarsrelated problems such as fouling, blockage and attrition could be avoided. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------; La presente tesis doctoral analiza la viabilidad técnica y económica de la gasificación de Cynara cardunculus L. (cynara). El objetivo de este análisis es evaluar la producción de bioenergía por medio de la gasificación en reactores de lecho fluidizado y el posterior tratamiento del gas de síntesis (syngas) producido en dichos reactores para adecuar el syngas a las posibles aplicaciones como turbinas de gas y motores internos de combustión. Para lograr este objetivo, esta tesis propone la formulación de sendos modelos para evaluar los costes de generación de electricidad (Capítulo 2), el rendimiento del reactor (Capítulo 3) y la eficiencia de la depuración del syngas (Capítulo 4). Con este propósito, se ha considerado la Comunidad Autónoma de Madrid (CAM) como caso base de estudio. El análisis realizado estima que la cynara tiene el potencial de proveer 1708 GWh al año, es decir, alrededor del 42% del suministro eléctrico nacional basado en biomasa excediendo en un 72% el suministro total de la electricidad procedente de la biomasa en la CAM. De este modo, la implementación de proyectos que utilicen la cynara como combustible podrían ayudar a reducir el consumo de energía de la CAM en un 0.05%, lo que supondría evitar hasta el 66% de las emisiones de CO2 procedentes de la combustión de combustibles fósiles. La evaluación económica llevada a cabo en el presente trabajo estudia el uso de dos tecnologías termoquímicas para la conversión de cynara en electricidad destinada a diferentes aplicaciones o a ser vendida a la red nacional. Dichas soluciones tecnológicas consideradas son: plantas de Turbinas de Gas en Ciclo Combinado (CCGT) y generadores de potencia en Motores de Combustión Interna (ICE). La solución CCGT ha sido estudiada para un rango de capacidades instaladas de 5-30 MW, mientras que la tecnología ICE ha sido analizada para un rango de 1-30 MW. Así pues, se realizó un análisis de sensibilidad para examinar los efectos de variables tales como la producción de biomasa, tasa de retorno del proyecto, costes de transporte y operación y mantenimiento de las plantas. Para rendimientos de producción de cynara del orden de 17 t/ha considerando un planta de 8 MW como caso base de estudio, el análisis económico estima unos costes de producción de 21,60 c€/kWh y 24,32 c€/kW para las soluciones CCGT e ICE, respectivamente. Por tanto, las plantas CCGT son la mejor elección para tamaños de planta por encima de los 8 MW, mientras que las plantas ICE constituyen la tecnología más acorde por debajo de los 8 MW de tamaño de planta. Con respecto a la tasa de retorno, los resultados muestran que para el mismo caso base de estudio considerado (8 MW), tasas de retorno del 10% suponen un coste de electricidad estimado en 16,69 c€/kWh para plantas CCGT y de 19,08 c€/kWh para plantas ICE. Por el contrario, el empleo de tasas de retorno bajas (1%) dan un coste de electricidad de 12,70 y 15,13 c€/kWh para las opciones tecnológicas CCGT e ICE, respectivamente. Sobre la inversión total de capital, ésta crece con el tamaño de planta representando hasta el 93 y 92% del total de las plantas CCGT e ICE, respectivamente. A tener en cuenta que estos porcentajes corresponden a 42,17M€ y 41,46 M€ respectivamente para el caso base de 8 MW. Sin embargo, las plantas ICE muestran una mayor economía de escala en términos de producción de energía. Además, los costes totales de operación para el mismo escenario de una planta CCGT se estimó en 2,94 M€ y alrededor de 3,65 M€ para una planta ICE. En relación a las rutas termoquímicas de conversión de cynara, la gasificación de biomasa en un lecho fluidizado ha sido modelado para analizar dicho proceso para Cynara cardunculus L. considerando el comportamiento característico de la biomasa. Se conoce muy bien que el estado térmico del lecho fluidizado y la generación de volátiles de la biomasa son cruciales en su operación y rendimiento. De hecho, el patrón de flujo de la fase burbuja controla el perfil de temperatura del lecho fluidizado que determina la devolatilización y las reacciones de craqueo de tars. Esto subyace en el hecho de que los compuestos alcalinos, caracterizados por un bajo punto de fusión, pueden transformarse en vapores y la llamada ceniza volante propensos a depositarse sobre las superficies de los combustores y/o reaccionar con las partículas del material inerte del lecho. De esta manera, la formación de aglomerados (precursores de la aglomeración del lecho) empezaría y así, la defluidización del lecho que llevaría a la parada del reactor. En consecuencia, una aproximación de modelado enfocada en la fase burbuja, que puede actuar como puntos calientes de “by-pass” influyendo los problemas derivados de las cenizas, puede ayudar a monitorizar la localización de regiones con riesgo de sinterización de ceniza y aglomeración de lecho y predecir funcionamientos indeseados de los reactores de lecho fluidizado. En el presente trabajo se propone una nueva formulación para el modelado de reactores de gasificación de biomasa en lecho fluidizado considerando la devolatilización instantánea y picos de temperatura por la combustión de volátiles dentro del lecho. La fase burbuja y el balance de energía del lecho fluidizado se emplean para seguir la liberación gradual de volátiles de la biomasa a lo largo del lecho y comprobar el rendimiento del reactor de lecho fluidizado. La aproximación de modelado unidimensional y estacionario que se plantea usa un modelo de dos fases (burbuja y emulsión) con dos zonas (región densa del lecho y freeboard) para explicar la naturaleza compleja de la dinámica del reactor de lecho fluidizado. Por simplificación, no se consideran los efectos catalíticos de la fracción de ceniza de la biomasa. Para la futura validación, ajuste y puesta a punto del modelo propuesto, se ha realizado un análisis de sensibilidad de la gasificación de cynara en lecho fluidizado, dentro del régimen burbujeante, y considerando las especificaciones de diseño de la planta piloto a escala del reactor de lecho fluidizado del Departamento de Ingeniería Térmica y de Fluidos en la Universidad Carlos III de Madrid. La campaña de simulación ha arrojado una composición de syngas (en base seca) de 4,79-14,84% para CO, 19,77-21,35% para CO2, 6,11-15,00% para H2 and 2,16-5,73% para CH4. Además, el poder calorífico inferior y contenido de tars del gas de síntesis caen en el rango de 2,25-6,25MJ/Nm3 y 60-180g/Nm3, respectivamente. Estos resultados corresponden a una relación de gastos másicos de biomasa y caudal de syngas generado de 1,309- 2,392Nm3/kg, incluyendo N2. El análisis de los resultados en comparación con la experimentación previa destaca: 1) la buena capacidad predictiva del modelo propuesto y 2) las discrepancias entre las simulaciones y los trabajos experimentales son atribuibles a la heterogeneidad de datos encontrados en la literatura, como por ejemplo, las diferentes composiciones de biomasa, condiciones de operación, material de lecho (catalítico) empleado, métodos de muestreo de gas y de tars, etc. Por lo tanto, investigación experimental adicional ayudaría a mejorar la capacidad predictiva del modelo propuesto. Por último, se necesita el acondicionamiento del gas de síntesis producido en el reactor de lecho fluidizado para lograr las especificaciones de las plantas que operan con motores de combustión interna y turbinas de gas. De lo contrario, la carencia o ineficiencia de la limpieza del gas de síntesis podría conllevar a problemas operacionales in los equipos posteriores y entonces, paradas no planificadas con los costes extra de mantenimiento y reparación. Por ejemplo, las partículas finas arrastradas pueden ocasionar obstrucción y contaminación, mientras que los tars pueden condensar produciendo el taponamiento y atrición en filtros, conductos, intercambiadores de calor, etc. Además, el tratamiento del gas de síntesis para reducir las sustancias contaminantes que pudiera tener influiría en el rendimiento y los costes operacionales y de inversión de los equipos de limpieza de gas. Actualmente, los sistemas de depuración de gases tienen el objetivo de reducir los niveles en partículas y tars por debajo de las concentraciones admisibles (mg/Nm3) para los motores de combustión interna y turbinas de gas: 50-50 y 30-5, respectivamente. De este modo, como parte de la tesis, se propone el modelado y análisis de un filtrointercambiador de calor en lecho móvil (MBHEF) como equipo de limpieza del gas de síntesis. El filtro-intercambiador de calor en lecho móvil destaca por sus beneficios: operación a alta temperatura (700-800ºC, la temperatura de salida del reactor del gas de síntesis), sin obstrucción ni incremento de la presión durante su operación, que podría llevar a parar el proceso si se usaran otros métodos de depuración del syngas como filtros cerámicos, bolsas de filtro, etc. Además, dicho filtro en lecho móvil otorgaría una alta superficie de contacto entre el gas a tratar y el lecho sin arrastre ni elutriación de sólidos. Así, este tamaño compacto del equipo permitiría ahorrar costes. Finalmente, dicho equipo también evitaría costes adicionales derivados de las modificaciones del diseño del reactor de lecho fluidizado así como el empleo de aditivos y otros materiales catalíticos para eliminar y reducir el contenido de tars en el gas. Por ello, se plantea una aproximación de modelado para simular la eliminación de partículas y tars en un filtro-intercambiador de calor en lecho móvil. El modelo bidimensional, adiabático y estacionario que se propone considera dos fases (gas y sólido) e ignora la conductividad térmica y difusión de materia. Respecto a los tars, su condensación se modela a través de la elección de compuestos representativos de las clases de tars más importantes de acuerdo a la literatura: fenol (clase 2), naftaleno (clase 4) y pireno (clase 5). El modelo también considera la influencia de la concentración de tars en el punto de rocío mientras que el modelo de filtración se ha tomado de la literatura. Además, se ha llevado a cabo un estudio de exergía con el fin de analizar la optimización del tamaño del equipo y ayudar a la elección de las condiciones de funcionamiento más económicas. Se ha realizado un análisis de sensibilidad con el tamaño de partícula y la velocidad superficial de gas, los cuales han demostrado ser parámetros operativos clave. En dicho análisis de sensibilidad, se ha tomado como caso base de estudio una composición de gas de síntesis a partir de trabajos experimentales de la literatura. Por lo tanto, los mapas de temperatura y eficiencias de reducción de tars y partículas que se presentan muestran el rendimiento de dicho equipo para reducir el contenido de estos contaminantes. Los resultados de las simulaciones indican la viabilidad de utilizar tal equipo como dispositivo de eliminación de tars, gracias a sus ventajas frente a otros métodos de depuración de gases con aceptables eficiencias de remoción de contaminantes, que van desde 88 hasta 94%. Como se observa, se pueden alcanzar eficiencias de, al menos, el mismo orden de magnitud que los alcanzables con el uso de lechos catalíticos o filtros de arena a temperaturas mucho menores y mayores que los logrados por medio de torres de lavado, precipitadores electrostáticos, filtros de tela y los absorbedores de lecho fijo. En caso de no alcanzar el nivel de reducción para cada aplicación final, el sistema MBHEF se puede utilizar como método eficaz de eliminación secundaria para la eliminación de tars del gas de síntesis previo a otro tratamiento, con las ventajas indicadas anteriormente en lugar de el resto de las tecnologías existentes. Los resultados también señalan que bajas velocidades de gas (0,5-1m / s) y altos tamaños de partícula (400-700μm) son las condiciones más adecuadas para el ahorro de costes. Sin embargo, la optimización de la destrucción de exergía implica eliminar tars con bajo o muy bajo rendimiento de depuración, por lo que no se pueden optimizar simultáneamente la destrucción de exergía y la eficiencia de eliminación de tars y partículas. La viabilidad técnica y económica de Cynara cardunculus L. mediante gasificación de lecho fluidizado se ha llevado a cabo en la presente tesis doctoral, demostrando la cynara como un prometedor cultivo energético para satisfacer las demandas de energía en lugares de clima mediterráneo como la CAM (caso de estudio en esta tesis). Además, la aproximación de modelado propuesto para predecir el rendimiento de los gasificadores en lecho fluidizado ha mostrado ser una herramienta útil para ayudar a otros métodos de diagnóstico en la prevención de la aglomeración del lecho y sinterización de las cenizas con el fin de evitar problemas de funcionamiento y de parada no programada de tales reactores. Finalmente, el uso del equipo MBHEF como método de limpieza del gas de síntesis ha sido analizado con la aproximación de modelado presentado en esta tesis. Este estudio indica que dicho equipo es muy efectivo para eliminar partículas y tars presentes en el gas de síntesis producido en el reactor de lecho fluidizado. De este modo, los problemas relacionados con la condensación tars como contaminación, obstrucción y atrición aguas abajo del reactor podrían evitarse. Wed, 20 Feb 2013 00:42:31 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104570 2013-02-20T00:42:31Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104569 Contributions to reconfigurable video coding and low bit rate video coding Frutos López, Manuel de In this PhD Thesis, two different issues on video coding are stated and their corresponding proposed solutions discussed. In the first place, some problems of the use of video coding standards are identi ed and the potential of new reconfigurable platforms is put to the test. Specifically, the proposal from MPEG for a Reconfigurable Video Coding (RVC) standard is compared with a more ambitious proposal for Fully Configurable Video Coding (FCVC). In both cases, the objective is to nd a way for the definition of new video codecs without the concurrence of a classical standardization process, in order to reduce the time-to-market of new ideas while maintaining the proper interoperability between codecs. The main difference between these approaches is the ability of FCVC to reconfigure each program line in the encoder and decoder definition, while RVC only enables to conform the codec description from a database of standardized functional units. The proof of concept carried out in the FCVC prototype enabled to propose the incorporation of some of the FCVC capabilities in future versions of the RVC standard. The second part of the Thesis deals with the design and implementation of a filtering algorithm in a hybrid video encoder in order to simplify the high frequencies present in the prediction residue, which are the most expensive for the encoder in terms of output bit rate. By means of this filtering, the quantization scale employed by the video encoder in low bit rate is kept in reasonable values and the risk of appearance of encoding artifacts is reduced. The proposed algorithm includes a block for filter control that determines the proper amount of filtering from the encoder operating point and the characteristics of the sequence to be processed. This filter control is tuned according to perceptual considerations related with overall subjective quality assessment. Finally, the complete algorithm was tested by means of a standard subjective video quality assessment test, and the results showed a noticeable improvement in the quality score with respect to the non-filtered version, confirming that the proposed method reduces the presence of harmful low bit rate artifacts. Wed, 20 Feb 2013 00:42:28 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104569 2013-02-20T00:42:28Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104544 Action recognition in visual sensor networks: a data fusion perspective Cilla Ugarte, Rodrigo Visual Sensor Networks have emerged as a new technology to bring computer vision algorithms to the real world. However, they impose restrictions in the computational resources and bandwidth available to solve target problems. This thesis is concerned with the definition of new efficient algorithms to perform Human Action Recognition with Visual Sensor Networks. Human Action Recognition systems apply sequence modelling methods to integrate the temporal sensor measurements available. Among sequence modelling methods, the Hidden Conditional Random Field has shown a great performance in sequence classification tasks, outperforming many other methods. However, a parameter estimation procedure has not been proposed with feature and model selection properties. This thesis fills this lack proposing a new objective function to optimize during training. The L2 regularizer employed in the standard objective function is replaced by an overlapping group-L1 regularizer that produces feature and model selection effects in the optima. A gradient-based search strategy is proposed to find the optimal parameters of the objective function. Experimental evidence shows that Hidden Conditional Random Fields with their parameters estimated employing the proposed method have a higher predictive accuracy than those estimated with the standard method, with an smaller inference cost. This thesis also deals with the problem of human action recognition from multiple cameras, with the focus on reducing the amount of network bandwidth required. A multiple view dimensionality reduction framework is developed to obtain similar low dimensional representation for the motion descriptors extracted from multiple cameras. An alternative is proposed predicting the action class locally at each camera with the motion descriptors extracted from each view and integrating the different action decisions to make a global decision on the action performed. The reported experiments show that the proposed framework has a predictive performance similar to 3D state of the art methods, but with a lower computational complexity and lower bandwidth requirements. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------; Las Redes de Sensores Visuales son una nueva tecnología que permite el despliegue de algoritmos de visión por computador en el mundo real. Sin embargo, estas imponen restricciones en los recursos de computo y de ancho de banda disponibles para la resolución del problema en cuestión. Esta tesis tiene por objeto la definición de nuevos algoritmos con los que realizar reconocimiento de actividades humanas en redes de sensores visuales, teniendo en cuenta las restricciones planteadas. Los sistemas de reconocimiento de acciones aplican métodos de modelado de secuencias para la integración de las medidas temporales proporcionadas por los sensores. Entre los modelos para el modelado de secuencias, el Hidden Conditional Random Field a mostrado un gran rendimiento en la clasificación de secuencias, superando a otros métodos existentes. Sin embargo, no se ha definido un procedimiento para la integración de sus parámetros que incluya selección de atributos y selección de modelo. Esta tesis tiene por objeto cubrir esta carencia proponiendo una nueva función objetivo para optimizar durante la estimación de los parámetros obtimos. El regularizador L2 empleado en la función objetivo estandar se va a remplazar for un regularizador grupo-L1 solapado que va a producir los efectos de selección de modelo y atributos deseados en el óptimo. Se va a proponer una estrategia de búsqueda con la que obtener el valor óptimo de estos parámetros. Los experimentos realizados muestran que los modelos estimados utilizando la función objetivo prouesta tienen un mayor poder de predicción, reduciendo al mismo tiempo el coste computacional de la inferencia. Esta tesis también trata el problema del reconocimiento de acciones humanas emepleando multiples cámaras, centrándonos en reducir la cantidad de ancho de banda requerido par el proceso. Para ello se propone un nueva estructura en la que definir algoritmos de reducción de dimensionalidad para datos definidos en multiples vistas. Mediante su aplicación se obtienen representaciones de baja dimensionalidad similares para los descriptores de movimiento calculados en cada una de las cámaras.También se propone un método alternativo basado en la predicción de la acción realizada con los descriptores obtenidos en cada una de las cámaras, para luego combinar las diferentes predicciones en una global. La experimentación realizada muestra que estos métodos tienen una eficacia similar a la alcanzada por los métodos existentes basados en reconstrucción 3D, pero con una menor complejidad computacional y un menor uso de la red. Tue, 19 Feb 2013 00:41:54 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104544 2013-02-19T00:41:54Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104520 Extremality in multivariate statistics Laniado Rodas, Henry Multivariate order is a valuable tool for analyzing data properties and for extending univariate concepts based on order such as median, range, extremes, quantiles or order statistics to multivariate data. Generalizing such concepts to the multivariate case is not straightforward. While different ways of generalizing quantiles have been studied by Chaudhuri [10], a description of extensions of concepts such a median, range and quantiles to the multivariate framework has been provided by Barnett [3]. The key problem, however, in generalizing these concepts to several dimensions is the lack of a unique criterion for ordering multivariate observations. Over the last few decades, multivariate stochastic orders have also become a powerful means of comparing random vectors, especially in situations where the distributions are partially known. In particular, multivariate stochastic orders have a wide range of applications in portfolio theory. The thesis is motivated by the aspects mentioned above and its purpose is threefold. Firstly it introduces the multivariate extremality as a methodology that measures the farness of a point x with respect to a data cloud or a distribution function. We study the main properties of this new concept, as well as asymptotic results, and define a new multivariate data order based on rotations. This data order allows us to introduce a new version of the multivariate quantile which can be seen as a generalization of definitions previously studied in the literature. As a consequence of this ordering, we are able to develop an application in finance by defining a new version of the multivariate Value at Risk. Secondly, we develop a new multivariate stochastic order based on directions for generalizing the well- known orthant orders. Some examples are presented of applications in portfolio comparisons. Particular attention is paid to applications in which the use of directions is well justified in determining optimal allocations of wealth among risks in single period portfolio problems. Thirdly, the thesis aims to investigate an alternative methodology for selecting the portfolio weights in a data set that represents returns of n assets for investing. We also define new concepts of efficient frontiers based on the initial idea of Markowitz. We apply the extremality multivariate data order to order feasible portfolios in a direction that depends on specific indexes; these may be chosen by the investor and may be different from the classical variance-return in Markowitz’s model. The thesis is organized as follows: in Chapter 1 we provide a brief review of some multivariate data orders introduced in the literature in order to extend univariate statistical concepts to the multivariate setting. Following some multivariate stochastic orderings, we examine different means of comparing random vectors based on their survival and distribution functions. Finally, the chapter presents a brief introduction to the portfolio selection problem. In Chapter 2, we propose a new approach for analyzing multivariate extremes. It provides a multivariate data order based on a concept that we will call “extremality”. We establish the most relevant properties of this extremality measure and we give the theoretical basis for its nonparametric estimation. Finally, we include an application in Finance, we define an oriented multivariate Value at Risk (VaR) with level sets built through extremality which is computationally feasible in high dimensions. The results of Chapter 3 concern a new multivariate stochastic order that compares random vectors in a direction which is determined by a unit vector, generalizing the well-known upper and lower orthant orders. The main properties of this new order, together with its relationships with other multivariate stochastic orders are investigated. We also present some examples of application in the determination of optimal allocations of wealth among risks in single period portfolio problems. In Chapter 4, we introduce new concepts of efficient frontier that depend on some indexes that may be chosen by the investor and that are different from the classical variance- return in Markowitz’s model. Feasible portfolios are built with MonteCarlo simulations and the new efficient frontiers are estimated by using an extremality order to sort portfolios. The performance of the selection method is illustrated with real data. Finally, in Chapter 5, we present some general conclusions and summarize the main contributions of the thesis. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------; Un orden multivariante es una valiosa herramienta para analizar propiedades de un conjunto de datos y extender algunos conceptos estadísticos como mediana, rango, atípicos, quantiles y estadísticos de orden al escenario multivariante. Generalizar dichos conceptos al caso multivariante no ha sido sencillo. Mientras diferentes formas de generalizar quantiles han sido estudiadas por Chaudhuri [10], una descripción de los conceptos tales como mediana, rango y quantiles para el escenario multivariante ha sido proporcionado por Barnett [3]. El principal problema en la generalización de estos conceptos a mayores dimensiones es la dificultad de definir un orden total para observaciones multivariantes. En las últimas décadas los órdenes estocásticos multivariantes también se han convertido en una sofisticada metodología para comparar vectores aleatorios, especialmente en situaciones donde sus distribuciones son parcialmente conocidas. En particular, los órdenes estocásticos multivariantes han tenido un amplio campo de aplicaciones en la teoría de portfolios. La tesis es motivada por los aspectos mencionados anteriormente y propone tres objetivos principales. Primero se introduce el concepto de extremalidad como una metodología que permite medir la lejanía de un punto x con respecto a una nube de puntos o a una función de distribución. Se estudian tanto las propiedades principales de este nuevo concepto como resultados asintóticos y se define un nuevo orden para datos multivariantes basado en rotaciones. El orden de datos permite introducir una nueva versión de quantil multivariante que puede ser visto como una generalización de definiciones anteriormente estudiadas en la literatura. Como una consecuencia de este orden para datos, se desarrolla una interesante aplicación en finanzas al definir una nueva versión del Valor en Riesgo multivariante. Como segundo objetivo se desarrolla un nuevo orden estocástico multivariante basado en direcciones que generaliza los bien conocidos orthant orders. Algunos ejemplos de aplicación son presentados sobre todo en comparación de portfolios y en la determinación de las proporciones de cierto capital disponible el cual es destinado a ser invertido entre activos con riesgo. El tercer objetivo de la tesis es el desarrollo de una metodología alternativa para seleccionar los pesos en un portfolio. Se defienen también nuevos conceptos de fronteras eficientes basadas en la idea inicial de Markowitz. Se aplica el orden de extremalidad multivariante a fin de ordenar portfolios factibles en una dirección la cual depende de algunos criterios elegidos por el inversor y que pueden ser diferentes de los criterios clásicos de varianza-media del modelo de Markowitz. La tesis es organizada de la siguiente manera: en el Capítulo 1 se proporciona una breve revisión de algunos órdenes multivariantes introducidos en la literatura para extender conceptos estadísticos univariantes al escenario multivariante. También se hace una revisión de algunos órdenes estocásticos univariantes y multivariantes. Finalmente, el capítulo presenta una introducción al problema de selección de portfolios. En el Capítulo 2, se propone un nuevo enfoque para analizar extremos multivariantes. Se introduce un orden para datos multivariantes basado en un concepto que es llamado “extremalidad”. Se establecen las propiedades más importantes de la medida de extremalidad y se proporciona la base teórica para su estimación no paramétrica. Finalmente, se incluye una aplicación en finanzas definiendo un Valor en Riesgo Multivariante Orientado el cual es computacionalmente factible en altas dimensiones. Los resultados del Capítulo 3 se refieren a un nuevo orden estocástico multivariante que permite comparar vectores aleatorios en una dirección determinada por un vector unitario. Este orden estoc´astico puede ser visto como una generalización de los bien conocidos Upper and Lower orthant orders. La principales propiedades de este nuevo orden y su relación con otros órdenes multivariantes son investigadas. Se presentan algunos ejemplos de aplicación en comparación y selección de portfolios. En el Capítulo 4 se introducen nuevos conceptos de fronteras efficientes que dependen de algunos índices elegidos por el inversor y que pueden ser diferentes a los clásicos de varianza-media del modelo de Markowitz. Se construyen portfolios factibles a traves de simulación MonteCarlo y las nuevas fronteras efficientes son estimadas mediante un orden de extremalidad que permite ordenar portfolios factibles. El método es evaluado con datos reales y se comparan los resultados con otras estrategias ya introducidas en la literatura. Finalmente, en el Capítulo 5, se presentan las conclusiones y se resumen las principales contribuciones de la tesis. Sat, 16 Feb 2013 00:42:03 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104520 2013-02-16T00:42:03Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104491 Sostenibilidad "débil" y "fuerte" y democracia deliberativa : el caso de la Agenda 21 Local de Madrid López Pardo, Iván Fri, 15 Feb 2013 02:39:42 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104491 2013-02-15T02:39:42Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104490 Bio-inspired decision making system for an autonomous social robot: the role of fear Castro González, Álvaro Robotics is an emergent field which is currently in vogue. In the near future, many researchers anticipate the spread of robots coexisting with humans in the real world. This requires a considerable level of autonomy in robots. Moreover, in order to provide a proper interaction between robots and humans without technical knowledge, these robots must behave according to the social and cultural norms. This results in social robots with cognitive capabilities inspired by biological organisms such as humans or animals. The work presented in this dissertation tries to extend the autonomy of a social robot by implementing a biologically inspired decision making system which allows the robot to make its own decisions. Considering this kind of decision making system, the robot will not be considered as a slave any more, but as a partner. The decisionmaking systemis based on drives,motivations, emotions, and self-learning. According to psychological theories, drives are deficits of internal variables or needs (e.g. energy) and the urge to correct these deficits are the motivations (e.g. survival). Following a homeostatic approach, the goal of the robot is to satisfy its drives maintaining its necessities within an acceptable range, i.e. to keep the robot’s wellbeing as high as possible. The learning process provides the robot with the proper behaviors to cope with each motivation in order to achieve the goal. In this dissertation, emotions are individually treated following a functional approach. This means that, considering some of the different functions of emotions in animals or humans, each artificial emotion plays a different role. Happiness and sadness are employed during learning as the reward or punishment respectively, so they evaluate the performance of the robot. On the other hand, fear plays a motivational role, that is, it is considered as a motivation which impels the robot to avoid dangerous situations. The benefits of these emotions in a real robot are detailed and empirically tested. The robot decides its future actions based on what it has learned from previous experiences. Although the current context of this robot is limited to a laboratory, the social robot cohabits with humans in a potentially non-deterministic environment. The robot is endowed with a repertory of actions but, initially, it does not know what action to execute either when to do it. Actually, it has to learn the policy of behavior, i.e. what action to execute in different world configuration, that is, in every state, in order to satisfy the drive related to the highest motivation. Since the robot will be learning in a real environment interacting with several objects, it is desired to achieve the policy of behavior in an acceptable range of time. The learning process is performed using a variation of the well-known Q-Learning algorithm, the Object Q-Learning. By using this algorithm, the robot learns the value of every state-action pair through its interaction with the environment. This means, it learns the value that every action has in every possible state; the higher the value, the better the action is in that state. At the beginning of the learning process these values, called the Q values, can all be set to the same value, or some of them can be fixed to another value. In the first case, this implies that the robot will learn from scratch; in the second case, the robot has some kind of previous information about the action selection. These values are updated during the learning process. The emotion of fear is particularly studied. The generation process of this emotion (the appraisal) and the reactions to fear are really useful to endow the robot with an adaptive reliable mechanism of “survival”. This dissertation presents a social robot which benefits from a particular learning process of new releasers of fear, i.e. the capacity to identify new dangerous situations. In addition, by means of the decision making system, the robot learns different reactions to prevent danger according to different unpredictable events. In fact, these reactions to fear are quite similar to the fear reactions observed in nature. Another challenge is to design a solution for the decision making system in such a way that it is flexible enough to easily change the configuration or even apply it to different robots. Considering the bio-inspiration of this work, this research (and other related works) was born as a try to better understand the brain processes. It is the author’s hope that it sheds some light in the study of mental processes, in particular those which may lead to mental or cognitive disorders. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------; La robótica es un área emergente que actualmente se encuentra en boga. Muchos científicos pronostican que, en un futuro próximo, los robot cohabitarán con las personas en el mundo real. Para que esto llegue a suceder, se necesita que los robots tengan un nivel de autonomía considerable. Además, para que exista una interacción entre robots y personas sin conocimientos técnicos, estos robots deben comportarse de acuerdo a las normas sociales y culturales. Esto nos lleva a robots sociales con capacidades cognitivas inspiradas en organismos biológicos, como los humanos o los animales. El trabajo que se presenta en esta tesis pretende aumentar la autonomía de un robot social mediante la implementación de un sistema de toma de decisiones bioinspirado que permita a un robot tomar sus propias decisiones. Desde este punto de vista, el robot no se considerará más como un esclavo, sino como un compañero. El sistema de toma de decisiones está basado en necesidades (drives), motivaciones, emociones y auto-aprendizaje. De acuerdo a diversas teorías psicológicas, las necesidades son carencias o déficits de variables internas (por ejemplo, la energía) y el impulso para corregir estas necesidades son las motivaciones (como por ejemplo la supervivencia). Considerando un enfoque homeostático, el objetivo del robot es satisfacer sus carencias manteniéndolas en un nivel aceptable. Esto quiere decir que el bienestar del robot debe ser lo más alto posible. El proceso de aprendizaje permite al robot desarrollar el comportamiento necesario según las distintas motivaciones para lograr su objetivo. En esta tesis, las emociones son consideradas de forma individual desde un punto de vista funcional. Esto significa que, considerando las diferentes funciones de las emociones en animales y humanos, cada una de las emociones artificiales juega un papel diferente. Por un lado, la felicidad y la tristeza se usan durante el aprendizaje como refuerzo o castigo respectivamente y, por tanto, evaluan el comportamiento del robot. Por otro lado, el miedo juega un papel motivacional, es decir, es considerado como una motivación la cual “empuja” el robot a evitar las situaciones peligrosas. Los detalles y las ventajas de estas emociones en un robot real se muestran empíricamente a lo largo de este libro. El robot decide sus acciones futuras en base a lo que ha aprendido en experiencias pasadas. A pesar de que el contexto actual del robot está limitado a un laboratorio, el robot social cohabita con personas en un entorno potencialmente no-determinístico. El robot está equipado con un repertorio de acciones pero, inicialmente, no sabe qué acción ejecutar ni cuando hacerlo. De echo, tiene que aprender la política de comportamiento, esto es, qué acción ejecutar en diferentes configuraciones del mundo (en cada estado) para satisfacer la necesidad relacionada con la motivación más alta. Puesto que el robot aprende en un entorno real interaccionando con distintos objetos, es necesario que este aprendizaje se realice en un tiempo aceptable. El algoritmo de aprendizaje que se utiliza es una variación del conocido Q-Learning, el Object Q-Learning. Mediante este algoritmo el robot aprende el valor de cada par estadoacción a través de interacción con el entorno. Esto significa, que aprende el valor de cada acción in cada posible estado. Cuanto más alto sea el valor, mejor es la acción en ese estado. Al inicio del proceso de aprendizaje, estos valores, llamados valores Q, pueden tener todos el mismo valor o pueden pueden tener asignados distintos valores. En el primer caso, el robot no dispone de conocimientos previos; en el segundo, el robot dispone de cierta información sobre la acción a elegir. Estos valores serán actualizados durante el aprendizaje. La emoción de miedo es especialmente estudiada en esta tesis. La forma de generarse esta emoción (el appraisal) y las reacciones al miedo resultan realmente útiles a la hora de dotar al robot con un mecanismo de supervivencia adaptable y fiable. Esta tesis presenta un robot social que utiliza un proceso particular para el aprendizaje de nuevos “liberadores” del miedo, es decir, dispone de la capacidad de identificar nuevas situaciones peligrosas. Además, mediante el sistema de toma de decisiones, el robot aprende diferente reacciones para protegerse ante posibles daños causados por diversos eventos impredecibles. De echo, estas reacciones al miedo son bastante similares a las reacciones al miedo que se pueden observar en la naturaleza. Otro reto importante es el diseño de la solución: el sistema de toma de decisiones tiene que diseñarse de forma que sea suficientemente flexible para permitir cambiar fácilmente la configuración o incluso para aplicarse a distintos robots. Teniendo en cuenta el enfoque bioinspirado de este trabajo, esta investigación (y muchos otros trabajos relacionados) surge como un intento de entender un poco más lo que sucede en el cerebro. El autor espera que esta tesis pueda ayudar en el estudio de los procesos mentales, en particular aquellos que pueden llevar a desórdenes mentales o cognitivos. Fri, 15 Feb 2013 02:38:27 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104490 2013-02-15T02:38:27Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104441 Los videojuegos como mundos ludoficcionales : una aproximación semántico-prágmatica a su estructura y significación Planells de la Maza, Antonio José En los ultimos 30 anos, los videojuegos han evolucionado hasta convertirse en objetos culturales capaces de evocar ricos y vastos mundos de ficción mediante la experiencia lúdica. La presente tesis doctoral propone un modelo teórico-práctico denominado Teoria de los Mundos Ludoficcionales inspirado en la Semantica de la Ficción y de los Mundos Posibles y que se orienta al análisis de las estructuras y la significación integrada por la ficción y el juego. Mediante la clarificación terminológica y las aportaciones interdisciplinares,los mundos ludoficcionales de los videojuegos se examinan mediante tres perspectivas distintas: macroestructural estática -el sistema formal de mundos posibles-, microestructural dinámica -las acciones, los personajes y sus submundos- y metaleptica -la intervencion externa del usuario y el transito entre distintos niveles de la ficcion-. Finalmente, se realiza un análisis cualitativo de una muestra de juegos estructurada siguiendo la teoria de géneros del videojuego. A partir de los resultados, se establecen distintas conclusiones para cada dimensión y para la teoria en general, asi como posibles nuevas líneas de investigación.; During the past 30 years, video games have evolved into cultural objects that evoke rich and vast fictional worlds by playful experience. This doctoral thesis proposes a theoretical and practical model called “the theory of ludofictional worlds” which is inspired by the Semantics of Fiction and Possible Worlds and aims to analyze the structures and the significance composed of fiction and play. By clarifying the interdisciplinary terminology contribution, video games ludofictional worlds are analyzed using three different perspectives: the static macrostructural dimension -the possible worlds formal system-, the dynamic microstructural dimension -the actions, characters and their subworlds- and the metaleptical dimension -the intervention of an external user and the traffic between different levels of fiction-. Finally, we perform a qualitative analysis of a sample of games based on the game genres theory. Considering the results, we establish different conclusions for each dimension and for the general theory as well as some new areas of research. Thu, 14 Feb 2013 00:41:50 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104441 2013-02-14T00:41:50Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104440 Temporal patterns of communication in social networks Miritello, Giovanna This thesis has been a joint project between Universidad Carlos III de Madrid and Telefónica Research (Spain). Specifically, the research has been conducted at the GISC (Grupo Interdisciplinar de Sistemas Complejos), group of Universidad Carlos III and at the analytics and data mining and user modelling research teams of Telefónica Research. The main interest of this research has been in understanding and characterizing large networks of human interactions as continuously changing objects, which members appear and disappear over time and which interactions are characterized by temporal correlations and inhomogeneities. This constitutes a very challenging and novel topic. In fact, although many real social networks are temporal or dynamical networks, which elements and properties continuously change over time, traditional approaches to social network analysis are essentially static: ties (and tie weights) are given by the aggregated activity observed in a given time period, nodes and ties are considered persistent over time, temporal inhomogeneities and correlations between interaction events are neglected, etc. Within this frame, therefore, the time dimension of human behavior has typically been projected out. Although much effort has been devoted in the last years to characterize the temporal patterns of human interaction, a general understanding of how dynamically model real social networks is still missing. In this thesis we contribute to advancing the state of the art in this area by investigating the instantaneous, instead than the aggregated, contact network and by analyzing the role of temporal activity patterns of human interaction in the description and modeling of real social networks. Specifically, we investigated the role that topological and, in particular, temporal patterns of human interaction play in three main topics of social network analysis and data mining: the characterization of time (or attention) allocation in social networks, the prediction of link decay and/or persistence and the analysis and modeling of information spreading phenomena. To this end, we have analyzed large anonymized data sets of phone call communication traces (Call Detail Records or CDR) over long periods of time. Access to these observations was granted by Telefónica Research. The availability of empirical data about such massive networks allowed us to analyze and measure global features of human behavior and interaction and to characterize phenomena and tendencies that might be invisible at small scale. At the same time, the fine-grained resolution of the datasets we had access to and the fact that they cover a large sample of the population, ensure the significance and universality of our findings. The findings that emerge from our research indicate that the observed inhomogeneities and correlations of human temporal patterns of interactions significantly affect the current view of social networks, shifting from a very steady to a highly complex entity. Temporal patterns of communication are essential not only for a better characterization of the inherent properties of human behavior, but also, and more importantly, for the understanding and modeling of all those phenomena which are triggered by the way in which people communicate and behave. Examples are diffusion of epidemics, information spreading, opinion and influence phenomena and group formation. Our results indicate the necessity to incorporate temporal patterns of communication in the analysis of social networks: since structure and dynamics are tightly coupled, the analysis and modeling of human behavior has to factor in both. The work of this thesis combines data mining, the analysis of large datasets, theoretical modeling, simulations and experiments on empirical data. In addition, this also has a wide range of applications in many business sectors. In particular, at Telefónica Research, part of our techniques and findings have been successfully applied to areas such as social networks analysis, modeling human influence, customer segmentation and targeting in viral marketing campaigns. We believe this work has made a contribution to understanding and modeling real social networks and and we are confident that it will encourages further research in this field. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------; Entender la dinámica de comunicación entre personas en una red social es uno de los problemas clave de la ciencia contemporánea y juega un papel fundamental en situaciones tales como detección temprana de epidemias, pero también en procesos como la difusión de información comercial, marketing viral, propagación de noticias, opiniones o rumores. De hecho, todos esos procesos están estrictamente relacionados con la forma en que las personas están conectadas e interactúan y con los mecanismos que regulan la dinámica de esas interacciones. Tradicionalmente, el estudio de las redes sociales y de la dinámica de comunicación entre personas se ha basado principalmente en el análisis de cuestionarios y estudios dirigidos a pequeños grupos de individuos, limitando la generalización a gran escala de los resultados y por tanto una comprensión completa del comportamiento humano y de muchos procesos reales basados en ello. En los últimos años, la existencia de grandes bases de datos electrónicos sobre interacción entre personas, como e-mail, llamadas de teléfono o mensajes en redes sociales online como Facebook o Twitter, ha facilitado el estudio sobre el comportamiento humano y cambiado radicalmente la forma de entender y modelizar las redes sociales, tanto que se habla ya de un nuevo tipo de ciencia emergente: la ciencia de las redes sociales o ciencia social computacional. De hecho, el estudio del comportamiento humano basado en bases de datos electrónicos a gran escala y durante períodos largos de tiempo ofrece una oportunidad de estudiar y modelar los fenómenos sociales que no tiene precedentes en ciencias sociales, económicas o de sistemas complejos. La mayoría de estudios de redes sociales en las últimas décadas se han enfocado en caracterizar la estructura topológica de la red (con quién se relaciona cada individuo) y entender las propiedades de esa estructura durante un período de observación dado. Se ha observado, por ejemplo, que en las redes sociales la distancia topológica desde cualquier nodo de la red a otro es mucho más pequeña que el tamaño (número total de nodos) de la red (efecto de ”pequeño mundo”) o que en estas redes hay un número inusual de grandes conectores (hubs), que poseen la mayor parte de las conexiones sociales. Sin embargo, en estos estudios normalmente no se incluyen las propiedades temporales de la actividad humana y se asume que las redes sociales son objetos estáticos cuyas propiedades se obtienen agregando en el tiempo la actividad de los individuos: tanto los nodos de la red cuanto las conexiones sociales se consideran permanentemente activas y el peso o importancia de cada relación sólo depende del volumen total de interacción entre las dos personas involucradas. Además, se asume que los eventos no están relacionados entre sí y que la interacción entre dos personas ocurre de forma homogénea en el tiempo, o sea que puede ocurrir de forma aleatoria en cualquier instante. Sin embargo, estudios recientes de la actividad humana han demostrado que los patrones temporales de esta actividad son altamente heterogéneos. De hecho, las conexiones sociales se forman y se destruyen en el tiempo y la actividad humana, por ejemplo el número de email mandados por un mismo usuario al día o la interacción entre dos personas, se produce a ráfagas, es decir períodos muy intensos de conversaciones se alternan con largos períodos de inactividad. Además, se ha observado que la comunicación humana sucede en conversaciones en grupo, es decir, aunque se produce a ráfagas, ´estas ocurren a la vez entre los miembros de un grupo social. Esa heterogeneidad de los patrones temporales de la actividad humana afecta la forma de comprender y modelar las redes de interacción humana, las propiedades topológicas de las mismas, así como la dinámica de muchos procesos reales. Sin embargo, a pesar de su importancia, todavía se sabe muy poco de cómo incorporar las propiedades temporales en la descripción y modelización de las redes sociales. Nuestro principal objetivo ha sido avanzar en este problema y con dos propósitos principales. Por un lado, entender y cuantificar no solo las propiedades estructurales, sino también los patrones temporales de comunicación entre personas y comprender como afectan a la actual descripción de las redes sociales. Frente a la visión estática de una red social (cómo están conectados los individuos dentro de una red), nuestro estudio ha buscado entender también cuándo y cómo se producen esas relaciones sociales en el tiempo. Por otro lado, nos hemos interesado en entender cómo esos ritmos de interacción afectan procesos dinámicos globales con un particular interés en fenómenos de la difusión de informaciones en redes sociales. Como consecuencia, nuestro propósito más general ha sido proporcionar una mejor caracterización de las redes sociales como entidades dinámicas en lugar de estáticas, incluyendo no sólo las propiedades topológicas de la red sino también los patrones temporales. Este proyecto de tesis ha sido una colaboración entre la Universidad Carlos III de Madrid y Telefónica I+D, a través de la beca Becas de Formación de Doctores Telefónica I+D y Universidad Carlos III de Madrid y sucesivas colaboraciones. En particular, Telefónica I+D nos ha proporcionado el acceso a bases de datos totalmente anonimizadas de llamadas telefónicas (Call Detail Record o CDR), cuyo análisis nos ha permitido de investigar las propiedades estructurales y dinámicas de masivas redes sociales durante largos períodos de tiempo (aproximadamente 9.000 millones de llamadas entre 20 millones de usuarios durante períodos de 11-19 meses) construidas a partir de esos datos. Este gran volumen de datos y su extensión en tiempo garantiza la representatividad y universalidad de nuestros resultados. Nuestra metodología se ha basado entonces en el estudio de grandes redes sociales de llamadas telefónicas, en simulaciones sobre esas redes y la posterior análisis y modelización. Para alcanzar nuestros objetivos, en primer lugar hemos analizado y caracterizado las propiedades temporales de estas redes. De acuerdo con otros estudios, hemos observado que, dentro de la misma red egocéntrica de una persona, no todas las conexiones sociales tienen la misma importancia y que tanto los individuos como los enlaces entre ellos son altamente volátiles. Se ha observado además que la comunicación entre individuos no sucede de manera homogénea en el tiempo, sino que se produce a ráfagas y están organizadas en grupos de conversaciones. En segundo lugar hemos analizado el papel que todos estos aspectos temporales de la comunicación humana juegan en: (i) los procesos de organización y distribución de tiempo y atención de una persona dentro de su red de contactos, (ii) la caracterización de una relación social a partir de la observación de actividad entre dos personas y del rol que esa actividad tiene en la predicción de la persistencia o decaimiento de la misma relación en el futuro y (iii) procesos de difusión de información en redes sociales. Uno de los motivos por los cuales las redes sociales no han sido estudiadas de forma dinámica es el hecho de que los procesos de creación y destrucción de los enlaces sociales están enmascarados por la actividad a ráfagas de las interacciones humanas. La dificultad en el separar esos dos procesos, junta a la convicción de que la escala de tiempo que regula la creación y destrucción de los enlaces sociales es mucho mas lenta que la de interacción, han favorecido hasta ahora una descripción agregada y estática de las redes sociales, frente al estudio de la red instantánea. Sin embargo, nosotros hemos propuesto un método que nos permite separar las dos escalas de tiempo de esos dos procesos y analizar, con mucha precisión, la red instantánea de cada usuario. Este análisis nos ha permitido investigar cómo cantidades esenciales en el análisis de redes sociales, como la conectividad social de un individuo, están afectados por la continua formación (destrucción) de nuevos (antiguos) enlaces. Contrariamente a la infinita (o muy grande) capacidad social predicha por algunos modelos estáticos, nosotros hemos observado que existe un límite a dicha capacidad y que, a pesar que las conexiones sociales se forman y destruyen en el tiempo, cada individuo mantiene un número limitado y constante de contactos a lo largo del tiempo. Mientras el número de contactos que cada usuario mantiene en el tiempo nos da informaciones sobre su capacidad social, el número de conexiones creadas o destruidas en una dada ventana temporal mide su actividad social. La identificación y el análisis de estas dos medidas, que normalmente se consideran como una única cantidad (la conectividad social), nos han llevado al descubrimiento y caracterización de distintos tipos de estrategias de comunicación. Mientras algunos individuos mantienen en el tiempo siempre el mismo conjunto de contactos (estrategia estable), otros prefieren explorar varias partes de la red (estrategia exploradora) y están caracterizados por un círculo social muy volátil y muy poco conectado entre sí. Además hemos visto que la estrategia de comunicación de un individuo también caracteriza la estrategia de sus contactos, siendo estas dinámicas asortativas en la red. Es decir, la red est´a formada por grupos de individuos muy conectados y persistentes separados por grupos muy vol´atiles y desconectados. Este comportamiento afecta no sólo las dinámicas de cómo la gente distribuye su tiempo y atención entre su círculo social sino también, y más importante, procesos globales como la transmisión de información. En concreto nuestro estudio demuestra que, contrariamente al sentido común, las estrategias estables son más eficientes que las exploradoras para conocer antes información. El estudio de las propiedades dinamicas de la comunicación humana también nos ha llevado a demostrar que la forma en la que dos individuos interactúan en el tiempo permite caracterizar mucho más que el número total de comunicaciones: nos da información sobre el tipo de relación social que existe entre ellos. Por ello, hemos introducido simples cantidades para medir la duración total o el nivel de heterogeneidad temporal en una relación social. Esas cantidades, no sólo permiten distinguir entre distintos tipos de enlaces sociales, cosa imposible considerando sólo el número de llamadas, sino también nos dan información sobre el estado de la red social en una ventana futura. De hecho, aplicando un modelo sencillo de clasificación, hemos demostrado que tanto como las propiedades topológicas de los enlaces sociales, sus patrones temporales nos permiten predecir si un enlace, observado en un dado período temporal, es más o menos probable que decaiga o persista en el tiempo. Este estudio tiene importantes aplicaciones no sólo en la caracterización de un enlace social, sino en la predicción y gestión de la actividad en redes sociales. Finalmente, hemos analizado el impacto que los patrones temporales de comunicación tienen en el proceso de propagación de información. Para abordar este tema hemos utilizado simulaciones de uno de los modelos estándar en la propagación de epidemias e infecciones, el modelo SIR (Susceptible-Infectado-Recuperado), sobre las secuencias reales de llamadas entre personas. De esta forma, hemos podido tener en cuenta todos los aspectos de la comunicación real y analizar desde un punto de vista no sólo cualitativo, sino también cuantitativo, los efectos que esos aspectos tienen en el número de gente a la que puede llegar la información y en la velocidad de dicho proceso. La principal conclusión del estudio es que el hecho que las interacciones humanas suceden en ráfagas ralentiza la difusión de información, ya que los grandes períodos de inactividad en la comunicación entre dos personas hacen menos probable el traspaso de una información de una a otra. Por otro lado, las conversaciones entre grupos de personas aceleran la difusión de información dentro de esos grupos. Esos dos efectos compiten y son los ingredientes fundamentales en el proceso de difusión en redes sociales y, en general, en todos los procesos donde el tiempo entre eventos de actividad humana es decisivo. Por último, hemos propuesto una simple forma para representar las redes sociales dentro del esquema tradicional estático, pero teniendo en cuenta también las propiedades temporales de la interacción humana a través de lo que hemos definido fuerza dinámica de un enlace, contrariamente a la fuerza estática dada por el volumen de comunicación entre dos personas. Nuestro estudio permite por primera vez una descripción básica de las redes sociales en donde la fuerza de los enlaces incluye algunos aspectos de la dinámica de las interacciones y abre la puerta a su utilización para modelizar, entender y analizar redes sociales dinámicas. El proyecto constituye una combinación de simulación, modelización teórica, experimentación en redes sociales empíricas y aplicación al entorno empresarial. En este aspecto, por ejemplo, Telefónica I+D ha mostrado amplio inter´es por los resultados de nuestra investigación y, de hecho, parte de los resultados y del trabajo realizado se han aplicado con éxito al análisis de redes sociales y a campañas de marketing viral. Thu, 14 Feb 2013 00:41:48 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104440 2013-02-14T00:41:48Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/101113 Juan de Mariana y la Historia Antigua : planteamientos historiográficos Gómez Martos, Francisco Thu, 31 Jan 2013 00:41:20 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/101113 2013-01-31T00:41:20Z