Escola de Doctorat

Data de lectura: 18/04/2024

• MATSUMURA, KAZUAKI: Advancing the state of the art of directive-based programming for GPUs: runtime and compilation
  
  Autor/a: MATSUMURA, KAZUAKI
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 20/03/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: PEÑA MONFERRER, ANTONIO JOSE
  Tribunal:
       PRESIDENT: CASTELLÓ GIMENO, ADRIÁN
       SECRETARI: AYGUADÉ PARRA, EDUARD
       VOCAL: EL HAJJ, IZZAT
  Resum de tesi: El desenvolupament ràpid de la tecnologia informàtica ha aplanat el camí perquè els models deprogramacióbasats endirectives exerceixin un paper principal en el manteniment de la portabilitat del programari d'aplicacions de rendimentcrític.Elsesforços en aquests models impliquen un cost d'enginyeria mínim per permetre l'acceleració computacional enmúltiplesarquitectures, mentre que als programadors només cal afegir metainformació al codi seqüencial. Tot i això, les optimitzacionsperobtenir la millor eficiència possible solen ser un desafiament. La inserció de directives per part del programador pot provocarefectes secundaris que limitin la possible optimització disponible del compilador, cosa que podria provocar unadegradaciódelrendiment. Això s'agreuja quan s'apunta a l'execució asincrònica o sistemes multi-GPU, ja que els pragmes no s'adaptenautomàticament a aquests mecanismes i requereixen ajustaments de codi costosos i que requereixen molt de temps per partdels programadors. A més, els models de programació basats en directives com OpenACC i OpenMP sovint impedeixen que elsprogramadors facin optimitzacions addicionals per aprofitar les característiques arquitectòniques avançadesde les GPUperquèel càlcul real generat és ocult per al desenvolupador de l'aplicació.Aquesta dissertació explora noves possibilitats per optimitzar el codi basat en directives tant des de la perspectiva del tempsdexecució com de la compilació. Primer presentem un marc d'execució per a OpenACC per facilitar l'anàlisi i lacompilaciódinàmica. Especialment, el nostre marc realitza una execució asincrònica automàtica i un ús demúltiplesGPU segons l'estatd'execució del nucli i la disponibilitat de dades, mentre aprofita un mecanisme sobre la marxa per a lacompilaciói l'optimitzaciódel programa. Agreguem un mètode versàtil de traducció de codi per a la utilització de múltiples dispositiusmitjançantel qual lesaplicacions optimitzades manualment es poden distribuir automàticament mantenint l'estructura i el paral·lelismedel codioriginal.En segon lloc, implementem una nova tècnica d'optimització flexible que opera inserint una fase d'emulador de codi al final delprocés de compilació. La nostra eina emula el codi generat mitjançant anàlisi simbòlica en substituir informació dinàmicaiaixípermetre que s'apliquin més optimitzacions de codi de baix nivell. Implementem la nostra eina per admetre les directives CUDA iOpenACC com a interfície del procés de compilació, cosa que permet optimitzacions de GPU de baix nivell per a OpenACC queabans no eren possibles. En tercer lloc, us proposem l'ús d'una tècnica d'optimització moderna, lasaturaciód'igualtat, peroptimitzar el codi seqüencial utilitzat a la programació basada en directives per a GPU. El nostre enfocament aconsegueixmenys computació, menys accés a la memòria i un alt rendiment de la memòria simultàniament. El nostre marc totalmentautomatitzat construeix la forma SSA a partir d'entrades que es reescriuran completament mantenint lesdependènciesi extraientcasos òptims. En general, cobrim tècniques de temps dexecució i mètodes doptimització basats eninformació dinàmica,operacions de baix nivell i oportunitats a nivell dusuari.
  

Data de lectura: 19/04/2024

• ARNAIZ MARTÍNEZ, DAVID MARIANO: Bringing Self-Awareness to the Extreme Edge - A Distributed Approach for Adaptive Energy Management in WSNs Applied to Structural Health Monitoring
  
  Autor/a: ARNAIZ MARTÍNEZ, DAVID MARIANO
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA ELECTRÒNICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Electrònica (EEL)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 21/03/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: ALARCON COT, EDUARDO JOSE | MOLL ECHETO, FRANCESC DE BORJA | VILAJOSANA GUILLEN, XAVIER
  Tribunal:
       PRESIDENT: CHOWDHURY, KAUSHIK ROY
       SECRETARI: ABADAL CAVALLÉ, SERGI
       VOCAL: DINI, PAOLO
  Resum de tesi: En el panorama actual, les dades esdevenen cada cop un recurs més valuós per millorar la presa de decisions, generar coneixements predictius, augmentar l'eficiència operativa, entre moltes altres aplicacions. En el context actual, els sensors sense fils juguen un paper facilitador, permetent la recopilació de dades d'una manera senzill, flexible i econòmica.Un dels reptes pendents de les tecnologies dels nodes sensors sense fils és la seva disponibilitat energètica limitada, especialment la seva vida útil de la bateria. Per allargar la vida de la bateria, els nodes sensors han d'utilitzar la seva energia de la manera més frugal possible. El comportament òptim d'un node sensor depèn en gran mesura de les condicions de funcionament variables. Per tant, per funcionar de manera òptima, els nodes sensors necessiten incorporar mecanismes adaptatius per ajustar dinàmicament el seu comportament en temps d'execució. Aquests mecanismes adaptatius s'anomenen habitualment Gestió Dinàmica d'Energia (DEM).Malgrat els progressos realitzats en DEM, els nodes sensors comercials continuen funcionant principalment amb comportaments estàtics, malgastant energia. La principal limitació que impedeix l'adopció generalitzada de DEM és que fa que el comportament del node depengui de les condicions de funcionament, fent que el comportament del node sigui imprevisible. En els últims anys, la consciència de si mateix s'ha plantejat com una solució prometedora a aquest repte. Els sistemes autoconscients ajusten autònomament el seu comportament en temps d'execució en funció de les seves condicions operatives internes i externes per assolir els seus objectius operacionals de la manera més eficient possible. En conseqüència, encara que el comportament d'un sistema autoconscient pugui no ser conegut en un moment donat, aquests sistemes proporcionen cert nivell de predictibilitat complint els seus objectius operacionals.Aquesta tesi s'endinsa en l'ús de la consciència de si mateix a nivell del node sensor per guiar el comportament adaptatiu del node. L'objectiu principal d'aquesta tesi és proporcionar una base sòlida per donar suport al progrés futur dels nodes sensors autoconscients. En persecució d'aquest objectiu, presenta una arquitectura de referència d'un node sensor autoconscient resolent la manca actual d'estandardització en el seu disseny. A més, proposa dos mètodes de monitorització autoconscient que permeten al node complir amb el seu objectiu de vida útil de la bateria optimitzant alhora la seva assignació d'energia per maximitzar la seva precisió de monitorització. Un altre aspecte clau que limita l'adopció de la consciència de si mateix a nivell del node sensor és la falta d'informació i capacitats de computació del node per modelar entorns complexos, com sol passar en les aplicacions de monitorització de la salut estructural (SHM). Aquesta tesi aborda aquest problema proposant un mètode de monitorització conscient d'anomalies adaptat per a aplicacions SHM, que modela els patrons de vibració local mesurats pel node per determinar els requisits de monitorització actuals del node. Finalment, la tesi acaba explorant com es pot ampliar el concepte de consciència de si mateix a través de la xarxa, permetent la interacció entre nodes sensors autoconscients i una aplicació de monitorització autogestionada que s'executa al núvol.
  

• FAKHRAEI, JAVAD: Contributions to meshless methodologies for the simulation of acoustic radiation and scattering problems
  
  Autor/a: FAKHRAEI, JAVAD
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA MECÀNICA, FLUIDS I AERONÀUTICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Mecànica (EM)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 16/02/2024
  Data de lectura: 19/04/2024
  Hora de lectura: 11:30
  Lloc de lectura: Sala de conferències del TR5 de l'ESEIAAT (Terrassa)
  Director/a de tesi: ARCOS VILLAMARÍN, ROBERT | PÀMIES GÓMEZ, TERESA
  Tribunal:
       PRESIDENT: CORTESÃO GODINHO, LUIS MANUEL
       SECRETARI: CLOT RAZQUIN, ARNAU
       VOCAL: DENIA GUZMÁN, FRANCISCO DAVID
  Resum de tesi: Las metodologías sin malla se han convertido en una herramienta valiosa en el campo de la acústica computacional,ofreciendo un enfoque eficiente para modelar fenómenos acústicos complejos. Estas innovadoras técnicas numéricasofrecen una alternativa prometedora a los métodos tradicionales basados en mallas para abordar los problemas dedifracción y propagación de ondas acústicas. A diferencia de los enfoques convencionales basados en mallas, los métodossin malla no se basan en subdivisiones estructuradas del dominio o sus límites, lo que permite una discretización másflexible y adaptable. La ausencia de una malla elimina la necesidad de generar y refinar la misma, proceso quehabitualmente atañe un coste de ingeniería elevado, lo que simplifica el proceso de simulación y, en algunos casos, reduceel esfuerzo computacional. La eficiencia de estos métodos es especialmente valiosa al abordar simulaciones acústicas agran escala, como las que se encuentran en las evaluaciones de ruido ambiental y la acústica subacuática.Esta disertación se centra particularmente en el estudio y desarrollo de un nuevo grupo de métodos numéricos sin mallarelacionados con enfoques de colocación en los contornos de los dominios de estudio. Especialmente, estos métodosestan pensados para abordar problemas relacionados con la propagación de ondas acústicas en dominios ilimitados. Losenfoques presentados en esta investigación ofrecen varios beneficios con respecto a las metodologías existentes, entérminos de robustez, precisión y eficiencia computacional. Además, a diferencia de un análisis completamentetridimensional, los enfoques presentados en esta disertación se formulan en el dominio de las dos dimensiones y media.Este dominio es particularmente adecuado para escenarios donde el sistema está sujeto a cargas o fuentes que semueven longitudinalmente y donde la geometría del sistema permanece longitudinalmente invariante.Las metodologías sin malla desarrolladas en esta tesis se basan principalmente en dos de los métodos sin malla másasentados en el campo: el método de la frontera singular y el método de las soluciones fundamentales. En primerainstancia, se propone y estudia un enfoque basado en una versión dos-y-medio-dimensional del método de la fronterasingular para abordar problemas de radiación y difracción acústicas. Posteriormente, se evalúa su aplicabilidad enescenarios acústicos reales mediante simulaciones de la difracción de una fuente puntual en presencia de barrerasacústicas delgadas. Siendo probablemente la novedad más significativa de esta tesis, se introduce un método híbrido quecombina el método de la frontera singular y el método de las soluciones fundamentales. Está diseñado específicamentepara abordar problemas de propagación de ondas acústicas a partir de contornos que presentan geometrías complejas,con esquinas y bordes afilados. Finalmente, se proponen dos técnicas para mejorar el método en el método de fronterasingular desarrollado en esta tesis. Estas técnicas se basan en la formulación de Burton-Miller en un primer caso y unesquema de superficie dual en el segundo y tienen como objetivo mitigar el problema de los modos espurios, tan conocidoen los métodos de colocación en frontera. Para evaluar de manera integral las capacidades y el rendimiento de los métodossin malla propuestos, se compara el desempeño de los métodos propuestos con los resultados ofrecidos por solucionesanalíticas disponibles y/o estrategias numéricas alternativas en el marco de varios ejemplos de cálculo.
  

• PRAT ORTELLS, JAUME: Espai núvol: una anàlisi de l¿arquitectura de RCR arquitectes a través de les seves atmosferes.
  
  Autor/a: PRAT ORTELLS, JAUME
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: PROJECTES ARQUITECTÒNICS
  Departament: Departament de Projectes Arquitectònics (PA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 07/02/2024
  Data de lectura: 19/04/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Presencial Sala de Graus ETSAB. Planta Baixa
  Director/a de tesi: COLL LOPEZ, JAIME | MASIP BOSCH, ENRIC
  Tribunal:
       PRESIDENT: BATLLE DURANY, ENRIC
       SECRETARI: CALLÍS FREIXAS, EDUARD
       VOCAL: LACASTA CODORNIU, MIGUEL
       VOCAL: BAILO ESTEVE, MANUEL
       VOCAL: PRIETO GONZÁLEZ, NURIA
  Resum de tesi: L¿obra de RCR arquitectes és recognoscible i reconeguda, basada com està en intervencions intenses gairebé sempre representades de dins cap a fora, profundes, ombrívoles, que tot sovint incorporen aquest fora, aquest entorn, en la seva expressió: obres, per tant, teixides a través de les seves relacions amb aquest entorn, amb els habitants, obres que defineixen espais profunds, gradacions a través d¿elements arquitectònics convertits en sistemes de filtres; més un ambient, una escena, una atmosfera, que un objecte. Aquesta consideració atmosfèrica és la base de la comprensió de l¿obra d¿aquest estudi que proposa aquesta tesi, i ho fa a través d¿un recorregut per tres escales de relació de l¿obra d¿arquitectura amb el seu entorn -amb l¿atmosfera que generen- a través d¿un projecte associat a cada una d¿aquestes escales: La Casa Entremurs per l¿escala de relació de la persona, el Espai La Lira per la ciutat, el Pavelló del Bany -el més petit- pel territori. L¿anàlisi dels projectes -feta a través d¿una consulta de la documentació original dipositada als arxius de l¿estudi, bona part d¿ella inèdita-, la seva posada en relació tant amb la seva pròpia arquitectura com amb moltes altres, i una interpretació de cada un d¿aquests projectes -tot acompanyat d¿una revisita de cada un d¿ells- permetran introduir-nos en la lògica de l¿obra de RCR arquitectes fins a poder-nos interrogar sobre una possible definició dels espais que proposa aquest estudi en aquesta clau atmosfèrica.
  

Data de lectura: 22/04/2024

• AZIZIAN, POOYA: MICROFLUIDICS FOR BIOSENSING WITH ADDITIVE MANUFACTURING:SIMULATION MODEL AND FABRICATION
  
  Autor/a: AZIZIAN, POOYA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA MECÀNICA, FLUIDS I AERONÀUTICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Mecànica (EM)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 26/03/2024
  Data de lectura: 22/04/2024
  Hora de lectura: 09:00
  Lloc de lectura: Sala de Conferències del TR1 de Campus UPC Terrassa.
  Director/a de tesi: CASALS TERRE, JASMINA | CABOT CANYELLES, JOAN MARC | ORTEGA NOVILLO, ADRIAN | RICART CAMPOS, JORDI
  Tribunal:
       PRESIDENT: BENITO LÓPEZ, FERNANDO
       SECRETARI: RODRÍGUEZ VILLARREAL, ÁNGELES IVÓN
       VOCAL: BORTOLOTTI, CARLO AUGUSTO
  Resum de tesi: Durant l'última dècada, la biosensòrica ha avançat cap a proves Point-of-Care (POC) miniaturitzades i de baix cost. Tot i que la microfluídica s'ha convertit en una tecnologia clau per a les proves POC, la necessitat d'equips perifèrics robusts es un factor limitant per tal d¿ampliar la seva utilitat. Manipulant la geometria i les propietats superficials dels microcanals, la microfluídica impulsada per capil·laritat pot controlar els fluids de manera espontània, reduint la necessitat d'instrumentació perifèrica. Gràcies a les tecnologies de fabricació additiva, aquest avantatge és cada cop més accessible ja que s¿estan aconseguint uns nivell alts de maduresa que permeten una fabricació robusta i ràpida amb geometries tridimensionals (3D) dins l¿escala submilimètrica. Degut això, la microfluídica impulsada per capil·laritat està adquirint més maduresa tecnològica.Un component clau dins del camp de la microfluídica impulsada per capil·laritat és la vàlvula capil·lar. La vàlvula capil·lar pot aturar i accionar automàticament els fluxos de líquids en funció de les interaccions moleculars entre el propi líquid i les superfícies del microcanal. No obstant això, una de les principals preocupacions d'aquestes vàlvules és la presència de difusió i mescles no desitjades durant la utilització de la vàlvula, causant una contaminació creuada entre reactius o fins i tot amb la mostra. Aquesta tesi va estudiar diferents mètodes presents a la literatura per poder parar i accionar el flux, dos dels passos principals d'aquestes vàlvules. Després, sobrepassant l'estat de l¿art de la tècnica, es va desenvolupar una nova vàlvula capil·lar que evita la difusió: la vàlvula ¿. Aquesta vàlvula incorpora una cavitat d¿aire entre les solucions per eliminar el contacte i conseqüentment la difusió entre elles. Gràcies a la configuració distintiva de la vàlvula, la capil·laritat del circuit microfluídic desplaça el buit d'aire en un moment predefinit per accionar-se sense produir bombolles al circuit fluídic. Tan el disseny com l'estudi de la vàlvula ¿ proposada es van realitzar mitjançant simulació numèrica i assajos experimentals, mentre que la impressió 3D (3DP) es va utilitzar per fabricar dispositius microfluídics.La funcionalitat de la vàlvula ¿, sola i en paral·lel, es va provar i comparar amb les vàlvules capil·lars convencionals. Seguidament, es va aplicar pel control precís de solucions durant el procés de biosensòrica, específicament per dos immunoassajos competitius. La seqüència de passos són els següents: (i) post rentat d¿un dispositiu de flux lateral de cortisol; (ii) la matriu de 3 vàlvules per seqüenciar l¿enviament de mostra i tres reactius per detectar quantitativament les benzodiazepines. La sensibilitat es va millorar un 40% aproximadament, evitant la premescla difusa de reactius degut a la vàlvula ¿. Com a resultat, la vàlvula capil·lar proposada és un element prometedor per dur a terme immunoassajos automatitzats en proves POC.En conclusió, la nova vàlvula capil·lar soluciona un problema actual de sensibilitat dels biosensors que prové de la premescla difusa de reactius i, juntament amb altres components disruptius del circuit impulsat per capil·laritat, obre camí per miniaturitzar el diagnòstic en un xip sense requerir un laboratori al voltant del xip. En aquest sentit, la propera generació de dispositius microfluídics impulsats per capil·laritat oferiran eines prometedores com: (i) miniaturització de processos de laboratori que necessiten menys mostres i reactius, (ii) proves POC de baix cost sense instrumentació perifèrica, (iii) alt grau d¿automatització fent-lo útil d¿utilitzar per a usuaris no experts, així com (iv) incrementar sensibilitat, precisió i fiabilitat. Tot això es deu als recents avenços en la microfabricació basada en la fabricació additiva ja que amplia la llibertat de conformació