Tesis en depósito público

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

• LEDOUX, LOUIS EDUARDO YVES: Floating-point arithmetic paradigms for high-performance computing: software algorithms and hardware designs
  
  Autor/a: LEDOUX, LOUIS EDUARDO YVES
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: Departamento de Arquitectura de Computadores (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 03/07/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 16/07/2024
  Director/a de tesis: CASAS GUIX, MARC
  Tribunal:
       PRESIDENT: PETIT, ERIC
       SECRETARI: MARTORELL BOFILL, XAVIER
       VOCAL: GARCIA, RÉMI
  Resumen de tesis: Esta disertación explora los desafíos y avances en las representaciones y cálculos aritméticos dentro de las arquitecturas de computadoras, centrándose en las limitaciones del estándar IEEE754.Las demandas modernas de la informática, impulsadas por avances en IA, HPC y simulaciones científicas, hacen que las representaciones numéricas eficientes y precisas sean cruciales. Este trabajo investiga estos desafíos y propone soluciones innovadoras, evaluando su impacto en la eficiencia y precisión computacional.El problema central son las ineficiencias del estándar IEEE754 para la aritmética de punto flotante, que no satisface las necesidades de las cargas de trabajo modernas. Estas ineficiencias resultan en un mayor consumo de energía, precisión inadecuada y rendimiento subóptimo, especialmente en entornos con restricciones de energía y aplicaciones de alta precisión.Para abordar estos desafíos, esta tesis explora varias facetas del cálculo aritmético, desde conceptos algorítmicos hasta estructuras de metal y silicio. Introduce mecanismos para mejorar la adaptabilidad de las representaciones numéricas, permitiendo ajustes de precisión según las tareas computacionales y resultando en circuitos más eficientes. También se centra en mejorar el rendimiento aritmético, i.e. el consumo de energía y la importancia de unidades lógicas aritméticas eficientes. Además, muestra cómo integrar estas soluciones en diversos marcos de software, revelando una correlación entre los requisitos numéricos y la precisión interna necesaria, destacando un aspecto subexplotado de los formatos de punto flotante de propósito general.En primer lugar, desarrolla un marco para generar operadores Posit en hardware, mejorando la precisión y rendimiento en tareas como la clasificación de imágenes. El Marco de Operadores Posit, descrito en SystemVerilog, permite construir Perceptrones Multicapa para motores de inferencia, aplicables en entornos POWER9/CAPI2 con aceleración FPGA.En segundo lugar, presenta un generador para Matrices Sistólicas optimizadas para la Multiplicación de Matrices (MMM), mostrando el impacto de configuraciones de hardware personalizadas en la precisión y eficiencia energética. Las unidades MMM son totalmente parametrizables y adaptadas a las especificaciones numéricas de la carga de trabajo, facilitadas por un generador central con canalización automatizada. Estas unidades permiten evaluaciones con CAPI2 en sistemas FPGA y POWER9, alcanzando hasta dos Tera operaciones de punto flotante por segundo. También han demostrado éxito en la generación de ASIC.Además, establece un marco de código abierto para integrar las unidades MMM en software de alto nivel, ofreciendo ahorros de energía y mayor precisión para aplicaciones como la IA y cálculos científicos. La metodología implica mapear las llamadas de Multiplicación de Matrices Generales en las bibliotecas BLAS a los aceleradores a través del enlace coherente OpenCAPI, saturando el ancho de banda de 22 GBps ajustando los formatos de computadora para acomodar más Elementos de Procesamiento mientras se preserva la exactitud.Finalmente, el resurgimiento del procesamiento vectorial lleva a reevaluar los algoritmos de división, revelando oportunidades para usar unidades de cálculo más pequeñas y lentas, permitiendo incluir más unidades dentro de diversos presupuestos de energía y potencia. Este enfoque muestra una amplia Exploración del Espacio de Diseño. Hemos desarrollado un flujo EDA ASIC de código abierto, facilitando la generación paralela de múltiples diseños de chips y permitiendo explorar sistemáticamente potencia, rendimiento y área a través de diversos kits de diseño de procesos para identificar configuraciones óptimas.Estas contribuciones forman una tesis interdisciplinaria que avanza soluciones a los desafíos de la computación desde una perspectiva aritmética, superando el "muro aritmético".
  
• SHARMA, ROBIN KUMAR: Parallelizing recurrent neural network and variants
  
  Autor/a: SHARMA, ROBIN KUMAR
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: Departamento de Arquitectura de Computadores (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 01/07/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 12/07/2024
  Director/a de tesis: CASAS GUIX, MARC
  Tribunal:
       PRESIDENT: QUINTANA ORTI, ENRIQUE SALVADOR
       SECRETARI: ARMEJACH SANOSA, ADRIÀ
       VOCAL: VALLEJO GUTIÉRREZ, ENRIQUE
  Resumen de tesis: Las redes neuronales recurrentes (RNN) han logrado un éxito notable en diversos dominios, tales como el Reconocimiento automático de voz, el Análisis de Sentimientos, la predicción de series temporales y la Traducción Automática. A pesar de su versatilidad, las RNN presentan desafíos significativos debido a sus complejas estructuras internas, lo que dificulta el uso efectivo del paralelismo de los modelos. Esto a menudo lleva a una dependencia en el paralelismo de datos para acelerar el rendimiento de las RNN. Además, las RNN requieren extensos recursos computacionales debido a su gran cantidad de parámetros. Esta investigación doctoral propone estrategias innovadoras de Computación de Alto Rendimiento (HPC) para optimizar la implementación de las RNN en CPUs, mejorando su eficiencia en entornos con recursos limitados. A través de mejoras algorítmicas y técnicas eficientes en el uso de la memoria, este trabajo busca maximizar el potencial de la computación paralela para las RNN, transformando así el panorama de los sistemas paralelos en Inteligencia Artificial(AI).Esta tesis introduce la "Wavefront-Parallelization" (W-Par), que integra el paralelismo de modelos en RNN unidireccionales para mejorar la inferencia y el entrenamiento en CPUs. W-Par utiliza el paralelismo de canalización de grano fino a través de cálculos de frentes de onda, que son particularmente efectivos para RNN de múltiples capas en CPUs multinúcleo. Estas técnicas permiten una distribución eficiente de la carga de trabajo a través de tareas paralelas mientras se gestionan las dependencias de cada célula RNN. Los resultados empíricos muestran que W-Par supera significativamente a las implementaciones existentes, logrando aceleraciones de hasta 6.6 veces en arquitecturas modernas de CPUs multinúcleo y manteniendo un rendimiento robusto en diversas configuraciones de núcleos y memoria sin necesidad de modificaciones en el código fuente.Además, la tesis presenta la "Paralelización Bidireccional" (B-Par), un novedoso modelo de ejecución para Redes Neuronales Recurrentes Bidireccionales (BRNN). B-Par aprovecha las dependencias inherentes de datos y control en las RNN de orden directo e inverso en BRNN, dividiendo eficientemente la carga de trabajo a través de tareas paralelas sin necesidad de barreras de sincronización específicas. Las pruebas en la base de datos de voz TIDIGITS y el conjunto de datos de Wikipedia demuestran que B-Par supera significativamente el rendimiento de marcos de trabajo líderes como TensorFlow-Keras y PyTorch, con aceleraciones de hasta 2.34 veces y 9.16 veces, respectivamente, manteniendo la precisión.Finalmente, esta tesis introduce la "RNN Semi-Bidireccional" (SB-RNN), una arquitectura novedosa que integra sinérgicamente las fortalezas de las RNN unidireccionales y bidireccionales. SB-RNN mantiene la cantidad de parámetros de las RNN unidireccionales mientras incorpora conexiones hacia atrás a través de las capas para mejorar la capacidad de retención de información. Esta arquitectura permite que SB-RNN iguale y potencialmente supere la precisión de las RNN unidireccionales y bidireccionales (BRNN) tanto en entornos de CPU como de GPU. Específicamente, en la tarea de análisis de sentimientos del conjunto de datos Stanford Sentiment Treebank (SST), SB-RNN demuestra un rendimiento superior con un 56.61% menos de parámetros que sus contrapartes unidireccionales, lo que lleva a una reducción significativa del tiempo de entrenamiento en un 52.94%.En general, esta tesis introduce tres técnicas avanzadas: W-Par, B-Par y SB-RNN, que mejoran significativamente la eficiencia y el rendimiento de los modelos RNN y BRNN en CPUs y GPUs multinúcleo, facilitando una mejora en el procesamiento en diversas aplicaciones sin alteraciones significantivas en el código.
  

AUTOMÁTICA, ROBÓTICA Y VISIÓN

• FLORES VÁZQUEZ, CARLOS ALBERTO: CeCi: Design, Development and Validation of an Affordable Consumer Service Robot as a Social Robot
  
  Autor/a: FLORES VÁZQUEZ, CARLOS ALBERTO
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: AUTOMÁTICA, ROBÓTICA Y VISIÓN
  Departamento: Departamento de Ingeniería de Sistemas, Automática e Informática Industrial (ESAII)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 02/07/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 15/07/2024
  Director/a de tesis: ANGULO BAHON, CECILIO
  Tribunal:
       PRESIDENT: VALLÈS PERIS, NÚRIA
       SECRETARI: REPISO POLO, ELY
       VOCAL: TREJO RAMÍREZ, KARLA ANDREA
  Resumen de tesis: Esta investigación analiza los elementos que deben tenerse en cuenta para diseñar, desarrollar y validar un robot de servicios que desempeñe sus tareas en diferentes entornos sociales. Debido al enfoque social de los servicios prestados, se exigen consideraciones técnicas para realizar la tarea, así como la aceptabilidad de uso por parte de las personas que interactúan con el robot.La primera etapa de la investigación considera casos previos sobre la implementación de robots móviles de servicio, su análisis, la motivación de cómo resolver su aceptabilidad y uso por parte de las personas. La parte de desarrollo presenta las consideraciones técnicas y sociales para la implementación del robot social CeCi (Computer Electronic Communication Interface). Se abordan dos problemas principales de los robots sociales y los robots de servicio en entornos sociales que existen actualmente en el mercado, y que constituyen el foco principal de esta investigación: El primero es que sus costes no son asequibles para muchas empresas, universidades o personas particulares de países en desarrollo. La segunda es que su diseño está orientado exclusivamente a la parte funcional con un punto de vista inherente a los ingenieros que los crean sin tener en cuenta las opiniones, preferencias o requisitos de los usuarios finales, especialmente para su interacción social. Esta última razón acaba provocando cierta aversión al uso de este tipo de robots.En respuesta a las interrogantes planteadas, se propone un prototipo asequible y de bajo coste, partiendo de una plataforma comercial para el desarrollo de la investigación y utilizando código de fuente abierta. El diseño del robot que aquí se presenta se centra en los criterios y preferencias del usuario final, priorizando la aceptabilidad para la interacción social. Este documento detalla el proceso de selección y las capacidades de hardware del robot. Además, se proporciona una sección de programación para introducir los diferentes paquetes de software utilizados y adaptados para la interacción social, las principales funciones implementadas, así como la parte nueva y original de la propuesta. Se discute una lista de aplicaciones desarrolladas actualmente con el robot y posibles aplicaciones para futuras investigaciones.Como paso final, se explica la implementación completa del robot social a partir de dos elementos de diseño. El primer elemento es el uso de la metodología Design Thinking para el desarrollo e implementación del robot. El segundo elemento, de carácter técnico, es una taxonomía previa generada para definir asistentes robóticos con enfoque social. Por lo tanto, en el proceso de construcción se hace especial hincapié en la realización de prototipos y su ajuste a las preferencias de los usuarios. Entrevistas con usuarios que desconocían las capacidades del robot sirvieron para mejorar y validar el prototipo. Estos prototipos y su evolución se presentarán a partir de los ajustes realizados. Más allá de los comentarios de los usuarios, para la evolución de este robot se tuvieron en cuenta experiencias previas expuestas en el estado del arte. Todo el proceso metodológico se valida con encuestas, y los resultados se presentan en forma de análisis FODA (fortalezas, oportunidades debilidades y amenazas,)para futuras mejoras.
  
• SHEN, JIANXIONG: Incorporating Uncertainty into Neural Rendering for Interpretable 3D Modeling
  
  Autor/a: SHEN, JIANXIONG
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: AUTOMÁTICA, ROBÓTICA Y VISIÓN
  Departamento: Instituto de Robótica e Informática Industrial (IRI)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 21/06/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 05/07/2024
  Director/a de tesis: MORENO NOGUER, FRANCESC D'ASSIS | RUIZ OVEJERO, ADRIÀ
  Tribunal:
       PRESIDENT: HARO ORTEGA, GLORIA
       SECRETARI: SÁNCHEZ RIERA, JORDI
       VOCAL: PORZI, LORENZO
  Resumen de tesis: La modelación de escenas en 3D se refiere al proceso de crear una representación digital de entornos del mundo real para unamejor comprensión y posterior manipulación. Los trabajos iniciales involucraban la utillzación de representaciones estructuradaspuras como mallas o rejillas de vóxeles. El reciente éxito del aprendizaje profundo ha permitido representaciones implícitas delas escenas utilizando redes neuronales profundas, que suelen ser de alta eficiencia en el aprendizaje automático a partir dedatos y en el manejo de escenas complejas de alta resolución. Sin embargo, estas representaciones implícitas a menudo no sonexplicables con un proceso de aprendizaje automático de características, lo que dificulta sus futuras aplicaciones en escenariospracticos. Por ejemplo, para reducir posibles fallos catastróficos en campos de alto riesgo como la atención sanitaria o laconducción autónoma, la incertidumbre asociada con los resultados de la modelación debe incluirse en el proceso de toma dedecisiones.Con el objetivo de una modelación de escenas en 3D mas interpretable, esta tesis explora varios métodos para cuantificar laincertidumbre en el proceso de modelación de escenas en 3D que utiliza la representación neural implicita. En primer lugar,proponemos campos de radiancia neurales estocásticos para modelar un marco probabilístico para capturar la incertidumbre enlas imagenes RGB renderizadas y la profundidad estimada a partir del modelo de escena aprendido, con una reducción drásticade la complejidad del modelo en comparación con los métodos probabilísticos basados en Bayesianos anteriores. Para mejorarsu capacidad de manejar escenas más complejas con geometría y apariencia variables, a continuación extendemos laexpresividad del modelo incorporando modelos generativos basados en flujos para aprender automáticamente distribuciones dedensidad complicadas de manera flexible. Aunque estos métodos son capaces de lograr una modelación 3D precisa con unaestimación de incertidumbre confiable, todavía sufren del proceso de optimización que consume mucho tiempo, lo que impidesus futuras aplicaciones en escenarios prácticos. Por lo tanto, exploramos una representación híbrida con rejillas de vóxelesincorporadas para aprender explícitamente la densidad volumétrica de cada posición 30, mejorando dramáticamente laeficiencia del modelo tanto en optimización como en inferencia. Hasta ahora, el marco actual esta diseñado inherentemente paraestimar la incertidumbre predictiva para las áreas de la escena que se pueden observar en las imágenes de entrenamiento, yfalla al no proporcionar una incertidumbre confiable que involucre contenidos de escena no observados, como la oclusión para laexploración robótica en experimentos desconocidos. Para este propósito, finalmente proponemos introducir un campo deincertidumbre 3D basado en el modelo entrenado, que muestra una incertidumbre consistentemente alta para las prediccionesde esas regiones de escena no observadas.En resumen, diseñamos un marco probabilístico eficiente y confiable para la modelación de escenas en 3D para cuantificar laincertidumbre integral asociada con las predicciones tanto de las regiones de la escena observadas como de las no observadas.Este marco proporciona una herramienta sólida para la toma de decisiones y el análisis conscientes de la incertidumbre en unavariedad de aplicaciones que dependen de la modelación de escenas en 3D.
  
• SUÁREZ HERNÁNDEZ, ALEJANDRO: New methods for bridging symbolic-geometric reasoning, addressing uncertainty and action learning in task planning for robotics
  
  Autor/a: SUÁREZ HERNÁNDEZ, ALEJANDRO
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: AUTOMÁTICA, ROBÓTICA Y VISIÓN
  Departamento: Instituto de Robótica e Informática Industrial (IRI)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 21/06/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 05/07/2024
  Director/a de tesis: TORRAS GENIS, CARMEN | ALENYÀ RIBAS, GUILLEM
  Tribunal:
       PRESIDENT: ANGULO BAHON, CECILIO
       SECRETARI: MORENO RIBAS, ANTONIO
       VOCAL: UGUR, EMRE
  Resumen de tesis: El mundo real o físico presenta un amplio abanico de obstáculos a la aplicación de robótica en muchas tareas. En múltiples industrias (e.g. cadenas de montaje de coches) se utilizan comportamientos predeterminados y/o programas teleoperados porque ofrecen robustez y fiabilidad. Sin embargo, su alcance es limitado y se quedan cortos en entornos menos controlados. Exploramos las posibilidades de planificación de tareas, o planificación desde la Inteligencia Artificial (IA), para resolver tareas de forma más flexible y no predeterminada. A diferencia de la planificación de movimientos, la planificación IA se centra en la toma de decisiones a alto nivel, más que en cuestiones tales como la computación de trayectorias o la dinámica. La planificación de tareas es una herramienta muy poderosa para agentes situados en entornos virtuales (e.g. videojuegos o servicios web). Una de sus principales ventajas es que permite comportamiento deliberativo, explicable y adaptativo, siempre que un modelo fiable del entorno esté disponible. Sin embargo, el mundo real presenta algunos desafíos que dificultan la aplicación de planificación IA. Esta tesis tiene los siguientes objetivos, cada uno de ellos vinculado a un desafío distinto: (O1) integración de planificación IA y de movimiento; (O2) gestión de los efectos no intencionados de las acciones tomadas por el robot; (O3) realización de tareas incluso cuando el robot no conoce toda la información relevante; y (O4) aprendizaje automático de modelos de acción, para evitar crearlos manualmente. Nuestras primeras contribuciones se centran principalmente en los objetivos O1-O3. Consisten en planificar y actuar. Proponemos paradigmas jerárquicos de planificación; explotar las propiedades topológicas de las tareas para simplificar los Procesos de Decisión de Markov (MDPs) subyacentes; y planificar con la ayuda de simuladores físicos para minimizar el riesgo de efectos no intencionados. La segunda parte de nuestras contribuciones se centran en el objetivo O4, y consisten en diferentes algorithmos para aprender y reconocer acciones tipo STRIPS. Proporcionamos resultados y hallazgos publicados para apoyar cada contribución, junto con ejemplos de escenarios de manipulación, como por ejemplo desensamblado automático de dispositivos electromecánicos, e interacciones de asistencia social.
  
• WANG, CHUANSHENG: Research on signal and image denoising techniques
  
  Autor/a: WANG, CHUANSHENG
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: AUTOMÁTICA, ROBÓTICA Y VISIÓN
  Departamento: Departamento de Ingeniería de Sistemas, Automática e Informática Industrial (ESAII)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 03/07/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 16/07/2024
  Director/a de tesis: GRAU SALDES, ANTONI | GUERRA PARADAS, EDMUNDO
  Tribunal:
       PRESIDENT: PALACÍN ROCA, JORGE
       SECRETARI: SANFELIU CORTES, ALBERTO
       VOCAL: RIBAS XIRGO, LLUÍS
  Resumen de tesis: Esta disertación tiene como objetivo investigar dos tareas cruciales en el campo del procesamiento de señales e imágenes: la eliminación de ruido de señales y el realce de imágenes. En primer lugar, para el procesamiento de señales, proponemos tres algoritmos innovadores de eliminación de ruido diseñados específicamente para señales EEG unidimensionales. Estos algoritmos combinan las fortalezas del aprendizaje profundo y las técnicas tradicionales de procesamiento de señales para adaptarse eficazmente a diversos tipos de ruido asociados con diferentes tareas cognitivas, mejorando así la calidad y precisión de las señales. En segundo lugar, en el ámbito del procesamiento de imágenes, presentamos tres nuevos algoritmos de realce de imágenes diseñados para abordar múltiples tipos de ruido en escenas naturales. Al integrar metodologías de aprendizaje profundo con conocimientos previos, estos algoritmos mejoran la nitidez de la imagen, el contraste y la reproducción de detalles, demostrando adaptabilidad y confiabilidad en diferentes condiciones de iluminación, climáticas y equipos fotográficos. Por último, realizamos un análisis exhaustivo de las similitudes y diferencias entre las tareas de realce de imágenes y eliminación de ruido de señales. Al comparar las metodologías empleadas por cada una para manejar diversos tipos de ruido, derivamos conclusiones significativas para guiar la investigación futura. Estas contribuciones están destinadas a avanzar significativamente las capacidades tecnológicas y la comprensión teórica en ambos campos.
  

COMPUTACIÓN

• YUN, HAORAN: Real-time Avatar Animation Synthesis in Virtual Reality
  
  Autor/a: YUN, HAORAN
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: COMPUTACIÓN
  Departamento: Departamento de Ciencias de la Computación (CS)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 25/06/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 08/07/2024
  Director/a de tesis: PELECHANO GOMEZ, NURIA | ANDUJAR GRAN, CARLOS ANTONIO
  Resumen de tesis: El rápido desarrollo de los sistemas de realidad virtual (RV) para consumidors ha cambiado la forma en que los usuarios interactúan dentro de los entornos virtuales. Esto abre oportunidades emocionantes para varios dominios, como la educación, las interacciones sociales y los juegos. Sin embargo, la tecnología actual de RV a menudo solo proporciona seguimiento de cabeza y manos, lo que restringe significativamente el potencial para ofrecer animación realista de cuerpo completo i crear experiencias inmersivas de RV. Esto es especialmente problemático para actividades en RV que requieren que los usuarios utilicen todo su cuerpo, como ergonomía, la educación física, rehabilitación y entrenamiento. Además de la limitación de que sólo se sigan un pequeño número de partes del cuerpo, el campo enfrenta muchos otros desafíos significativos, incluyendo el requisito de rendimiento en tiempo real, no disponer de suficientes conjuntos de datos de movimiento en RV, y desafíos respecto a cómo evaluamos estas tecnologías.Por lo tanto, como contribuciones técnicas, esta tesis presenta dos soluciones innovadoras basadas en datos para la animación de avatares de cuerpo completo en RV que sólo requieren el seguimiento de un pequeño conjunto de partes del cuerpo. El primer método descompone el proceso de animación en tres partes: orientación del cuerpo, parte inferior del cuerpo y parte superior, resolviéndolos con diferentes mecanismos. Se utiliza una pequeña red neuronal para estimar la dirección del cuerpo desde el casco de realidad virtual (HMD) y los controladores. Luego, se busca en una base de datos de movimientos el que mejor coincide con el movimiento del usuario, evitando animaciones de caminar fijas. Solucionadores de cinemática inversa se utilizan para animar la parte superior del cuerpo y para refinar la pose final. El segundo método utiliza un nuevo aprendizaje profundo para reconstruir el movimiento completo del cuerpo a partir de las posiciones y rotaciones de seis dispositivos de seguimiento sin separar las diferentes partes del cuerpo. Una vez entrenado, el modelo toma datos en vivo de los dispositivos de RV y produce un avatar de cuerpo completo animado con precisión que el usuario puede controlar como su cuerpo físico. También hemos capturado varios conjuntos de datos que presentan movimientos de interacción y locomoción más relevantes para la animación de avatares de RV, que se han hecho públicos.Además de sus avances técnicos, esta tesis también contribuye a una mejor comprensión de las experiencias de los usuarios en realidad virtual a través de estudios con usuarios. Se han realizado dos estudios para evaluar el impacto de la calidad de la animación y la retroalimentación de colisión en cómo los usuarios perciben e interactúan dentro de los entornos de RV. A través de métricas objetivas, evaluaciones subjetivas y entrevistas, se ha identificado cómo mejorar la animación de avatares y las interacciones virtuales. Los hallazgos incluyen que combinar el seguimiento de un pequeño conjunto de partes del cuerpo con cinemática inversa de alta calidad puede igualar a los trajes de captura de movimiento avanzados para ciertas tareas, pero se queda corto para tareas que requieren poses precisas. Además, nuestros estudios indican que lograr una interacción realista con otros humanos virtuales requiere no solo métodos de animación avanzados sino también una retroalimentación de colisión creíble, como inducir a los participantes a esperar que podría ocurrir un choque físico contra una persona real. En resumen, esta investigación ha avanzado el estado del arte en la animación de avatares de cuerpo completo en RV y ha profundizado nuestro entendimiento de las mejoras potenciales en este campo.
  

FOTÓNICA

• CIRAUQUI GARCÍA, DAVID: Optimization with spin glass models
  
  Autor/a: CIRAUQUI GARCÍA, DAVID
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: FOTÓNICA
  Departamento: Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 20/06/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 04/07/2024
  Director/a de tesis: LEWENSTEIN, MACIEJ | MARTÍNEZ SAAVEDRA, JOSÉ RAMÓN | RYSZARD GRZYBOWSKI, PRZEMYSLAW
  Tribunal:
       PRESIDENT: MAZZANTI CASTRILLEJO, FERNANDO PABLO
       SECRETARI: PRUNERI, VALERIO
       VOCAL: DELLANTONIO, LUCA
  Resumen de tesis: Amb aplicacions en gairebé tots els aspectes de les nostres vides, els problemes d’optimització són omnipresents en un rang molt ample de camps pertanyents tant a la recerca científica com als ambients industrials. Com a tals, aquests problemes estan creixent en mida i en complexitat a un ritme accelerat, i no s’espera que deixin de fer-ho. Així doncs, la urgència per obtenir mètodes capaços de trobar solucions més òptimes en menys temps no para de créixer i, mentre que el desenvolupament de les tecnologies de computació quàntica capaces d’afrontar aquests problemes avança sense pausa, ho fa a un ritme massa lent per als reptes que les necessitats de la societat actual representen. Conseqüentment, actualment una gran quantitat d’esforços està essent invertida en millorar els mètodes de resolució clàssics i les plataformes específicament dissenyades per a executar-los, per tal de poder resoldre problemes d’optimització de grandàries suficientment rellevants. La present tesi està emmarcada en aquest paradigma: s’estudien tècniques d’optimització clàssiques des de diferents perspectives, amb l’objectiu d’incrementar-ne la seva eficiència.Amb aquesta finalitat, en primer lloc ens endinsem en qüestions relacionades amb les propietats físiques dels sistemes que permeten formular problemes d’optimització rellevants des del punt de vista industrial en un llenguatge matemàtic convenient: els cristalls de spín amb acoblaments fixes. Entendre’n les seves propietats és de màxima importància per a un disseny apropiat dels procediments de refredament utilitzats en els algoritmes d’optimització basats en la simulació de processos tèrmics. Seguidament s’estudia l’impacte que les correlacions ocultes en les seqüències de nombres pseudoaleatoris utilitzats en aquestes simulacions tenen en els seus resultats, comparant simulacions que utilitzen generadors pseudoaleatoris de diverses qualitats i un generador de nombres aleatoris quàntic. Per finalitzar, s’investiguen nous mecanismes, inspirats en processos de caràcter quàntic, de millorar la forma en què els algoritmes clàssics naveguen els perfils d’energia dels cristalls d’espín, amb la finalitat d’evitar que les simulacions quedin atrapades en mínims d’energia locals i així obtenint solucions més òptimes.
  
• HÄGELE, SEBASTIAN: Compact Phase Imaging Platform and its Application to Material Science and Manufacturing
  
  Autor/a: HÄGELE, SEBASTIAN
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: FOTÓNICA
  Departamento: Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 20/06/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 04/07/2024
  Director/a de tesis: PRUNERI, VALERIO | TERBORG, ROLAND ALFONSO
  Tribunal:
       PRESIDENT: FELIX PEREIRA, SILVANIA
       SECRETARI: ARTIGAS GARCIA, DAVID
       VOCAL: VOGL, ULRICH
  Resumen de tesis: A mesura que el món avança cap a tecnologies i dispositius cada vegada més miniaturitzats i complexos, la necessitat d'eines d'imatge i metrologia per a la caracterització precisa de materials i el control del procés de fabricació està augmentant en conseqüència. Per a estructures i mostres altament transparents i ultrafines (per exemple, recobriments òptics, estructures litogràfiques o cèl·lules biològiques), les tècniques d'imatge basades en la intensitat es queden curtes a causa del contrast insuficient, així com per no proporcionar informació quantitativa.Per superar aquestes limitacions, ha sorgit el camp de la imatge de fase, basat en la superposició i la interferència de la llum. Per tal de crear contrast d'imatge, les imatges de fase no aprofiten els canvis d'intensitat, sinó més aviat, com el seu nom indica, els canvis en la fase de l'ona electromagnètica. Amb una llarga trajectòria, i premis Nobel atorgats el 1953 al "microscopi de contrast en fase" de Zernike i 1971 als mètodes hologràfics de Gabor, el camp ha evolucionat a "imatge de fase quantitativa" (QPI, de l’anglès “quantitative phase imaging”), utilitzant mètodes i configuracions sofisticats per controlar i manipular l'estat de la llum per tal de recuperar la informació de fase quantitativament. En aquest sentit, la categoria de tècniques de “camí comú” (“common-path” en anglès) prometen dispositius d'imatge adaptables, compactes, robustos ieconòmiques, que permeten l'ús en aplicacions industrials fora d'un entorn de laboratori ben controlat.En aquesta tesi, descriurem el desenvolupament i les innovacions tecnològiques d'una plataforma d'imatge de fase “common-path” basada en la tecnologia “lateral-shearing interferometric microscopy” (LIM). Implementarem i adaptarem la plataforma a diverses configuracions òptiques, per exemple, la generació d’imatges d’una área gran sense l’ús de lents i la generació imatges microscòpiques d'alta resolució. També demostrarem el rendiment i la versatilitat de la plataforma explorant diferents aplicacions, amb un enfocament a la ciència de materials i la fabricació.En concret, realitzarem imatges volumètriques dels canvis més petits de l'índex de refracció (RI, de l’anglès “refractive index”) escrits per làser de femtosegon dins del vidre. A continuació, es caracteritzará pel·lícules semitransparents d'or ultrafina, utilitzant imatges multiespectrals d'intensitat i fase, que ens permetran determinar el RI complex de pel·lícules amb diferent gruix. Per últim, aplicarem la plataforma a la imatge de graus de curat i canvis RI en fotopolímers, com els que s'utilitzen en impressió 3D basada en resina. Altres aplicacions de la plataforma podrien incloure metrologia de superfície, imatges de materials 2D, així com imatges quantitatives de fase per a aplicacions en biologia i en imatge cel·lular, amb la possibilitat d'integrar tota la plataforma en un complement compacte que es podria afegir a qualsevol microscopi comercial.En resum, aquesta tesi posarà de manifest el significatiu potencial de la imatge en fase tant en entorns de recerca com industrials, possible gràcies a la compacta plataforma d'imatge en fase proposada. El treball construeix les bases per a futures innovacions i desenvolupaments amb un impacte potencialment durador en la indústria de la fotònica.
  
• HERKERT, EDIZ: Advanced Nanoantenna Platforms for Enhanced Single-Molecule Detection at High Concentrations
  
  Autor/a: HERKERT, EDIZ
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: FOTÓNICA
  Departamento: Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 25/06/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 08/07/2024
  Director/a de tesis: GARCÍA PARAJO, MARÍA
  Tribunal:
       PRESIDENT: ACUNA, GUILLERMO
       SECRETARI: VAN HULST, NIEK
       VOCAL: ZIJLSTRA, PETER
  Resumen de tesis: La capacitat d'estudiar la dinàmica de biomolècules de forma individual és crucial per comprendre la complexa organització dels sistemes biològics amb molta més precisió i detall que l'estudi conjunt. En sistemes biològics, la dinàmica de molècules individuals passa sovint en concentracions elevades, on les tècniques òptiques convencionals no són capaces d'aïllar molècules individuals a causa de lleis físiques fonamentals. Aquesta tesi explora el disseny, la fabricació i l'aplicació de plataformes avançades de nanoantenes per estudiar amb més sensibilitat molècules fluorescents individuals a concentracions elevades.En primer lloc, es proporcionen les bases teòriques per entendre les interaccions entre molècules fluorescents i nanoantennes, avaluant la sensibilitat de detecció de molècules individuals mitjançant models analítics i simulacions numèriques. Com a conseqüència d'aquests estudis, les plataformes d'antenna-in-box s'identifiquen com aquelles que proporcionen una detecció superior i s'estableixen els processos de fabricació adequats.En segon lloc, s'aporten resultats computacionals i experimentals que demostren que la combinació de materials a plataformes híbrides d'antenna-in-box millora significativament la sensibilitat de detecció de molècules individuals a concentracions micromolars. Aquestes millores es deuen a la disminució de senyals de fons i l'ús de mecanismes d'acoblament que fins ara no havien estat explorats. A més, es presenten plataformes d'antenna-in-box densament agrupades hexagonalment que permeten la detecció altament paral·lela de molècules individuals. En particular, aquestes plataformes ordenades hexagonalment constitueixen la primera demostració de plataformes d'antenna-in-box capaces de detectar molècules individuals a través del rang espectral visible.Finalment, es presenta un enfocament correlatiu que combina fluorescència no lineal i espectroscòpia vibracional per estudiar l'organització de la membrana plasmàtica de cèl·lules vives amb nanoantenes. Es discuteixen mesures de protecció per garantir la supervivència tant de les nanoantenes com de les cèl·lules vives i se'n comprova l'eficàcia.En resum, aquesta tesi presenta nous enfocaments per estudiar la dinàmica de molècules individuals a altes concentracions amb una sensibilitat millorada gràcies a la modelització analítica i numèrica, tècniques de fabricació innovadores i mètodes experimentals apropiats. Aquests avenços prometen aportar coneixements fins ara inaccessibles sobre la dinàmica dels sistemes biològics.
  

INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN

• MAZZATURA, ISABELLA: An integral methodology for the special inspection of concrete bridges with bonded post-tensioned cables.
  
  Autor/a: MAZZATURA, ISABELLA
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN
  Departamento: Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (DECA)
  Modalidad: Convenio Cotutela
  Fecha de depósito: 20/06/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 04/07/2024
  Director/a de tesis: CASAS RIUS, JUAN RAMON | CAPRILI, SILVIA | SALVATORE, WALTER
  Tribunal:
       PRESIDENT: BARTOLI, GIANNI
       SECRETARI: MORELLI, FRANCESCO
       VOCAL: SILVA CARVALHO CAMPOS E MATOS, JOSE ANTONIO
       VOCAL: STRAUSS, ALFRED
       VOCAL: SAS, GABRIEL
  Resumen de tesis: La inspección y la evaluación de los puentes de hormigón con cables postensados (PT)es compleja. El sistema se concibió enuna época en la que no había dudas sobre la durabilidad del hormigón. Además, evitar la fisuración del hormigón implicaba laprotección total de los cables de acero contra la corrosión. También existía la protección adicional de la inyección, por lo que losprimeros proyectistas no se preocuparon demasiado en prever metodologías de inspección. Cuando se produjeron los primerosderrumbes repentinos, los ingenieros se preguntaron por los posibles mecanismos de fallo. Aún falta un método de inspecciónconsolidado. La investigación se centra en dos temas: cómo realizar la inspección y cuántas pruebas llevar a cabo para obtenerun resultado fiable. Se seleccionaron algunos ensayos no destructivos (END) y se probaron en laboratorio e in situ. Lascaracterísticas requeridas deben ser la facilidad de aplicación, el bajo coste, y su fiabilidad. Las campañas de laboratorio seejecutaron principalmente para calibrar los procedimientos y recopilar datos. Se seleccionó el Ground Penetrating Radar (GPR)para ubicar los tendones, y la Tomografía Ultrasónica (TU) para localizar zonas no inyectadas dentro de la vaina. Aunque laausencia de mortero no sea suficiente para activar la corrosión, la hipótesis de correspondencia entre vacío y corrosión esconservadora. Se realizaron siete probetas para comprobar la precisión de las técnicas. El GPR fue preciso en localizar lostendones. Se pudo obtener una distribución Normal del error de posición, con media 0,702 cm y desviación típica 1,52 cm. Lafiabilidad de las TU se evaluó mediante el modelo Probability of Detection. El resultado fue que, con una confianza del 95% yuna probabilidad de detección del 90%, el sistema puede detectar vacíos de más de 30 cm. La estimación del esfuerzo depretensado permite establecer la entidad de las pérdidas e indirectamente identificar daños. Se seleccionó la difracción de rayosX para la estimación de la tensión en los tendones. Durante la primera campaña de laboratorio sólo se ensayaron hilos. Losresultados mostraron que la metodología es precisa si se conocen las tensiones residuales. El nivel de carga no influye en losresultados. A la luz de esos resultados, se llevó una nueva campaña, y se comprobó que las variaciones de las tensionesresiduales dentro de grupos similares no son despreciables (en el caso de los hilos oscilan entre -30 y -190 MPa, y en el de lostrenzados, entre 120 y 240 MPa). Si se tienen en cuenta las tensiones residuales, se obtiene un error relativo constante delorden del 20%. Se eligió el saw-cut method para estimar las tensiones en el hormigón. Las muestras ensayadas en laboratorioeran muy sencillas, con el fin de evaluar la precisión del procedimiento. Los resultados no fueron satisfactorios; de docepruebas, sólo en un caso se estimó correctamente la tensión real. La campaña in situ se ejecutó en siete estructuras similarespara evaluar la aplicabilidad de los END. La investigación aborda también la cuestión del número de muestras para distintosniveles, basándose en el procedimiento propuesto por la Federal Highway Administration (FHWA), adaptado a las normasitalianas, y a distintos niveles de confianza para realizar evaluaciones más precisas. Por último, se propone un protocolo generalque intenta resumir los principales resultados de la investigación mediante la definición de una metodología para la inspección yla evaluación de puentes de PT. La propuesta sigue la misma filosofía que las Directrices italianas, dedicando un mayoresfuerzo (y pruebas) a las estructuras másdeficientes,tratandodeoptimizar recursos. La última parte de la tesis se refiere a cómoobtener y utilizar los resultados de la inspección de los puentes que
  

INGENIERÍA DE PROCESOS QUÍMICOS

• VALLÉS NEBOT, VÍCTOR: Recovery of critical raw materials from saltwork by integration of sorption processes
  
  Autor/a: VALLÉS NEBOT, VÍCTOR
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA DE PROCESOS QUÍMICOS
  Departamento: Departamento de Ingeniería Química (EQ)
  Modalidad: Compendio de publicaciones
  Fecha de depósito: 21/06/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 05/07/2024
  Director/a de tesis: CORTINA PALLAS, JOSE LUIS | LÓPEZ RODRÍGUEZ, JULIO
  Tribunal:
       PRESIDENT: SASTRE REQUENA, ANA MARIA
       SECRETARI: SIRÉS SADORNIL, IGNACIO
       VOCAL NO PRESENCIAL: KOLODYNSKA, DOROTA
  Resumen de tesis: La creciente demanda de materias primas debido al crecimiento demográfico y la industrialización impulsó a la Unión Europea (EU) a mejorar la eficiencia de los recursos y se creó la lista de Materias Primas Críticas/Materias Primas Estratégicas (CRMs/SRMs), que incluye aquellas materias primas con importancia econ ómica y/o riesgo desuministro para la EU. La minería de agua de mar surgió en los últimos años como una potencial solución a la escasez de recursos. Sin embargo, muchos minerales de interés presentes en el agua de mar se consideran Elementos Traza (TEs) debido a su baja concentración (mg/L o µg/L), siendo necesarios métodos energéticos y selectivos para extraerlos, que pueden comprometer su recuperación desde el punto de vista técnico y económico. El estudio de las salinas de Trapani (Sicilia, Italia) y de todo el Mediterráneo reveló que el proceso de evaporación natural en balsas donde cristaliza la sal concentra los componentes del agua de mar, produciendo un bittern (salmuera generada tras la cristalizaci ón de NaCl(s) en salinas) con una concentración 40 veces superior al agua de mar. Por ende, estos bitterns, que suelen considerarseresiduos, constituyen una potencial fuente viable para extraer TEs considerados CRMs/SRMs.La evaluación de la extracción de TEs de los bitterns mediante distintos sorbentes (adaptado del ingl és) mostró resultados prometedores. Mientras los sorbentes con N metilglucamina (S108, CRB03, CRB05) fueron muy eficaces en términos desorción/desorción para recuperar B, Co, Ga y Ge, los que conten ían grupos aminofosfónicos (S940, IRC747) centraron su eficacia en Co, Ga y Sr. Un sorbente impregnado (MTX8010) mostró una selectividad excepcional hacia el Ga. Basados en la especiación de los bitterns y las propiedades del grupo funcional de los sorbentes, se propusieron mecanismos de sorci ón para explicar la extracción y selectividad que se observó.Considerando que algunos TEs se encontraban en concentraciones de 0,5 mg/L en los bitterns, las columnas de lecho empacado de estos sorbentes a escala de laboratorio mostraron una retenci ón eficaz de TEs y elevadas capacidades de sorción (e.g., 11 mg/g B para CRB03, >2,7 mg/g Co para S940, 0,9 mg/g Ga para MTX8010). Los TEs retenidos serecuperaron posteriormente de los sorbentes mediante una desorci ón ácida, produciendo una corriente rica en TEs con una concentración de B hasta 11 veces mayor que el agua de mar cuando se us ó el CRB03, 710 veces superior en Co cuando se empleó el S940 o 154 veces más elevada cuando se utilizó el MTX8010, potenciando su viabilidad de extracci ón.La Diálisis por Difusión (DD) facilitó la recuperación del exceso de ácido utilizado en la elución de los sorbentes de lecho empacado. Se evaluó el efecto del caudal y de la relación entre caudales de agua y ácido sobre la recuperación de ácido y las pérdidas de metales. En condiciones óptimas (relación de caudales de 1 trabajando a 2,11 L/(m2 ·h), se recuperó un 60% de HCl mientras que los cationes metálicos de los TEs (i.e., Co, Ga, Ge) se rechazaron por completo (>99%). Sin embargo, se produjeron pérdidas de B (34%) y Ge (22%) debido a su presencia como especias neutras (H3BO3(aq) and Ge(OH)4(aq)).Los TEs pudieron recuperarse mediante precipitaci ón/cristalización a partir de los eluatos de las columnas de lecho empacado tras tratarlos con DD. El Co(OH)2(s), el GaOOH(s) y el SrSO4(s) se precipitaron con éxito usando NaOH como agente precipitante. El H3BO3(s) se cristalizó a partir de un eluato recogido después de procesar un bittern real con columnas de lecho empacado de sorbentes de N-metilglucamina, dando lugar a un 70% de recuperaci ón de B. Además, una reacción con ácido tánico permitió recuperar el 92% de Ge.La integración de procesos de sorción/desorción, DD y precipitación/cristalización permitió definir potenciales y exitosos esquemas de recuperación de varios minerales de TEs de los bitterns, evidenciando su potencial como fuentes alternativas de CRMs/SRMs
  

INGENIERÍA DEL TERRENO

• ZHOU, YUNFENG: Multiphase fluid flow in heterogeneous / anisotropic deformable geomaterials
  
  Autor/a: ZHOU, YUNFENG
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA DEL TERRENO
  Departamento: Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (DECA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 21/06/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 05/07/2024
  Director/a de tesis: RODRIGUEZ DONO, ALFONSO | OLIVELLA PASTALLE, SEBASTIAN
  Tribunal:
       PRESIDENT: CARRERA RAMIREZ, JESUS
       SECRETARI: SAALTINK, MAARTEN WILLEM
       VOCAL: DE SIMONE, SILVIA
  Resumen de tesis: El almacenamiento geológico profundo es actualmente la opción preferida para gestionar residuos radiactivos de larga duración y que emiten calor. Este método implica confinar los residuos durante un período extremadamente largo, potencialmente de varios cientos de miles de años, colocándolos en una formación geológica profunda. Por lo tanto, comprender la migración de gases producidos por la corrosión de metales, la degradación microbiana y la radiólisis del agua dentro de un depósito geológico profundo es crucial para evaluar el rendimiento y la evolución a largo plazo del depósito. El objetivo principal de este estudio es mejorar la capacidad predictiva de los modelos numéricos para entender los procesos y mecanismos de iniciación y crecimiento de fracturas en arcillolitas con heterogeneidad y anisotropía inherentes, especialmente bajo rápidos aumentos de sobrepresión de gas. Para lograr esto, se aplicaron métodos geoestadisticos en el software de elementos finitos CODE_BRIGHT para generar un campo heterogéneo espacialmente correlacionado para la porosidad. En CODE_BRIGHT, propiedades como el módulo de Young, la permeabilidad intrínseca y la conductividad térmica son funciones de la porosidad, lo que hace que estas propiedades también sean heterogéneas. Además, se implementó la solución del problema de Eshelby para introducir tanto heterogeneidad como anisotropía en el módulo de Young. Es crucial seleccionar las leyes constitutivas adecuadas para introducir efectivamente la anisotropía en la permeabilidad intrínseca. Se realizaron simulaciones para validar el marco propuesto, y se realizaron análisis de sensibilidad a escala tanto de laboratorio como de experimentos in situ para evaluar el rendimiento del modelo. Los resultados indican que el modelo propuesto captura con éxito las principales características observadas de las arcillolitas heterogéneas anisotrópicas durante la inyección de gas, incluyendo la formación de vías preferenciales de gas.
  

INGENIERÍA MECÁNICA, FLUIDOS Y AERONÁUTICA

• TERRONES FERNÁNDEZ, INÉS: Innovative Modular Pour Plating Microbiology Culture Media Technology
  
  Autor/a: TERRONES FERNÁNDEZ, INÉS
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA MECÁNICA, FLUIDOS Y AERONÁUTICA
  Departamento: Departamento de Mecánica de Fluidos (MF)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 27/06/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 10/07/2024
  Director/a de tesis: GAMEZ MONTERO, PEDRO JAVIER | CASTILLA LOPEZ, ROBERTO
  Tribunal:
       PRESIDENT: GRILLO DOLSET, MARIA JESUS
       SECRETARI: ESCALER PUIGORIOL, FRANCESC XAVIER
       VOCAL: VERNET PEÑA, ANTON
  Resumen de tesis: Los métodos actuales usados en el análisis de la calidad microbiológica se basan en el uso de métodos tradicionales y manuales, como el método de la siembra en masa. La necesidad de realizar más análisis de matrices diferentes hace necesario mejorar estos métodos. Por ello, esta tesis se centra en el diseño de sistemas en los que se disminuya el trabajo manual de los técnicos de laboratorio.Para cumplir con el objetivo principal, esta tesis se ha dividido en dos materias, la microbiología y la ingeniería mecánica y de fluidos. La unión de estos dos campos es esencial para alcanzar y satisfacer esta necesidad.El punto de partida de la microbiología se centró en la separación de los medios de cultivo en sus diferentes fases. Esta separación permitiría tanto un mantenimiento más fácil de los medios como una dosificación más sencilla de los mismos. Además, se realizaron estudios y se estableció un protocolo para la esterilización de los medios de cultivo en un horno microondas. Mediante dinámica de fluidos computacional (CFD), se realizaron estudios para diseñar un homogeneizador estático de forma que el medio de cultivo se mezclara completamente al ser vertido en las placas. Además, se diseñó un dispositivo con el que fuera posible la dosificación del medio de cultivo, una vez separado en sus componentes.Los resultados favorables obtenidos tanto en los estudios microbiológicos como en los de ingeniería demuestran que es posible un sistema de automatización del método de siembra en masa. Por ello, se continuará con el desarrollo de esta nueva línea de investigación, ya que este estudio es sólo el punto de partida para el desarrollo de dicho sistema.
  

INGENIERÍA ÓPTICA

• ROVIRA GAY, CRISTINA: Objective Evaluation on the Effectiveness of Vergence Vision Training Based on the Analysis of Eye Movements
  
  Autor/a: ROVIRA GAY, CRISTINA
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA ÓPTICA
  Departamento: Departamento de Óptica y Optometría (OO)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 01/07/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 12/07/2024
  Director/a de tesis: MESTRE FERRER, CLARA | ARGILÉS SANS, MARC
  Tribunal:
       PRESIDENT: PIÑERO LLORENS, DAVID PABLO
       SECRETARI: VILASECA RICART, MERITXELL
       VOCAL: JOLLY, JASLEEN K
  Resumen de tesis: Cuando se detecta un objeto de interés en el campo visual, se produce un movimiento sacádico y la atención y la mirada se centran en él. Durante esta fijación visual, se producen movimientos oculares optocinéticos para mantener estable la posición de la imagen retiniana y, al mismo tiempo, se producen pequeños movimientos oculares de fijación. Los movimientos oculares vestibulares también intervienen en esta acción para garantizar la estabilidad precisa de los ojos durante rotaciones y traslaciones de la cabeza. Si el objeto de interés se mueve en el plano frontal, los movimientos oculares de seguimiento permiten seguir el objeto mientras éste se mueve. Si el objeto se mueve en profundidad, los movimientos de vergencia alinean los dos ojos con el objeto situado a diferentes distancias.Específicamente, el sistema de vergencia, que controla la alienación binocular, alinea ambas fóveas con el objeto de interés permitiendo la fusión de las imágenes retinianas en una sola. Los movimientos oculares de vergencia se describirán con más detalle en esta Tesis Doctoral puesto que son los tipos de movimientos oculares más relevantes para el objetivo de esta Tesis Doctoral.Los prismas rotatorios del fóroptero y la barra de prismas se utilizan habitualmente para evaluar la amplitud tanto de las vergencias fusionales positivas (convergencia) como de las negativas (divergencia), midiendo el punto de borrosidad, el punto de ruptura y el punto de recuperación de la visión simple. El punto de borrosidad informa sobre la cantidad de vergencia fusional relativa que puede ser estimulada sin la intervención de la acomodación. El punto de ruptura evalúa la amplitud total de las vergencias fusionales, y el punto de recuperación indica la capacidad del paciente de recuperar la fusión después de que se haya producido la diplopía. Estos dos tests son subjetivos y dependen de las respuestas de los pacientes, de la experiencia del optometrista, de la destreza manual y de los criterios de examen, lo cual provoca una variabilidad de los resultados y una baja repetitividad. Uno de los objetivos de esta Tesis Doctoral es evaluar objetivamente las amplitudes de la vergencia fusional y comparar los resultados con los tests clínicos subjetivos convencionales.La terapia visual o entrenamiento visual, también denominada terapia ortóptica, ha demostrado ser un tratamiento efectivo para la insuficiencia de convergencia (IC), entre otras disfunciones binoculares. El objetivo de este tratamiento es aumentar la amplitud, la velocidad, la precisión de las respuestas acomodativa y de vergencia, y el confort visual. Desde 1855, la terapia visual ha sido el tratamiento principal para la IC y hay protocolos validados para mejorar las habilidades del sistema de visión binocular. El seguimiento objetivo de la efectividad de este tratamiento para los participantes con visión binocular normal es una novedad que aporta esta Tesis Doctoral.En esta Tesis Doctoral, las respuestas de vergencia se evalúan de manera subjetiva y objetiva utilizando procedimientos convencionales y el eyetracker EyeLink 1000 Plus (SR Research Ltd., Ontario, Canadá). El objetivo principal de esta Tesis Doctoral es evaluar de manera objetiva la eficacia de un protocolo de terapia visual convencional por el entrenamiento de las respuestas de vergencia.
  

INGENIERÍA TEXTIL Y PAPELERA

• FERNÁNDEZ SANTOS, JULIA: DESARROLLO DE NUEVAS ESTRUCTURAS LAMINARES DE NANOCELULOSA CON PROPIEDADES AVANZADAS PARA EL PACKAGING
  
  Autor/a: FERNÁNDEZ SANTOS, JULIA
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA TEXTIL Y PAPELERA
  Departamento: Departamento de Ingeniería Gráfica y de Diseño (DEGD)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 03/07/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 16/07/2024
  Director/a de tesis: RONCERO VIVERO, MARIA BLANCA | VALLS VIDAL, CRISTINA
  Tribunal:
       PRESIDENT: CAMINAL SAPERAS, GLÒRIA
       SECRETARI: VIDAL LLUCIA, TERESA
       VOCAL: GRIFOLL RUIZ, MAGDALENA
  Resumen de tesis: El cambio, tanto de la utilización de las materias primas como del modo de vida de la sociedad de los países del primer mundo, ha llevado al uso masivo de los materiales derivados del petróleo en un amplio abanico de aplicaciones. Los residuos plásticos se han convertido en un residuo omnipresente en el medio ambiente, generando graves problemáticas, tanto medioambientales como sobre la salud humana. Por lo tanto, es indispensable el desarrollo de alternativas a estos materiales finitos, contaminantes y no biodegradables. Es en este contexto donde se enmarca la presente tesis doctoral, donde a partir de uno de los biopolímeros naturales más abundantes del planeta (la celulosa) se construyeron nuevos biomateriales laminares, transparentes, con propiedades barrera y biodegradables, aptos para su uso en el packaging alimentario. Concretamente, se utilizó nanocelulosa la cual se combinó con aditivos naturales o se funcionalizó química o enzimáticamente para así conseguir las propiedades requeridas. Para la consecución del objetivo de la presente tesis doctoral se siguieron tres líneas de trabajo.En la primera línea de trabajo, a partir de nanocelulosa cristalina (CNC) se obtuvieron films y se evaluó el efecto de la adición de diferentes aditivos naturales como el sorbitol, glicerol, maltitol, xilitol, manitol, goma gellan y etilenglicol, a diferentes dosis. Se obtuvieron films transparentes y además con un efecto protector de la luz UV. La mayoría de los aditivos mostraron buenos resultados a dosis bajas, tanto a nivel de elongación y resistencia a la tracción, como en homogeneidad, lisura, y propiedades barrera al oxígeno y al agua (incluso en condiciones de elevada humedad relativa). Con todas las dosis adicionadas se observó una mejora de la biodegradabilidad de los films. Con los dos aditivos que proporcionaron las mejores propiedades (maltitol y xilitol) se evaluó la posibilidad de obtener un efecto sinérgico entre ellos y se observó una mejora en la transparencia, resistencia y elongación, así como una mejora en las propiedades de barrera al vapor de agua y al oxígeno. En la segunda línea de trabajo, de nuevo se partió de CNC, pero ésta se mezcló con nanocelulosa fibrilar (CNF) y/o carboximetilcelulosa (CMC) en diferentes porcentajes. Los films obtenidos también mostraron buenas propiedades barrera y mecánicas. Tanto la CNF como la CMC aumentaron la resistencia a la tracción y la elasticidad (elongación) en los films de CNC, proporcionándoles, además, mayor resistencia al paso de la luz UV y del aire. Asimismo, ambas aumentaron la hidrofobicidad y la resistencia al paso del vapor de agua y del oxígeno. Estos efectos fueron corroborados con un ensayo de simulación de packaging alimentario, donde los films con CMC fueron los que mejor preservaron el alimento. Finalmente, se demostró que los films obtenidos fueron biodegradables, viéndose esta propiedad mejorada en presencia de CMC o CNF. Por último, en la tercera línea de trabajo, se partió de films de CNF y se estudió el efecto que la oxidación selectiva con periodato sódico tuvo sobre la generación de grupos aldehídos. Estos grupos formaron enlaces hemiacetal y hemialdal, y consecuentemente los films resultantes fueron altamente transparentes, elásticos y resistentes incluso en condiciones de saturación de humedad. De hecho, el tratamiento de oxidación con periodato redujo la polaridad de los films, y mejoró considerablemente sus propiedades barrera al agua. Pero, además, la presencia de grupos aldehídos permitió la inmovilización de la enzima lacasa, la cual es capaz de capturar eficazmente el oxígeno y evitar así la descomposición de los alimentos. Los films que contenían lacasa oxidaron el 80% del colorante azul de metileno y conservaron su actividad enzimática tras un mes de almacenamiento y 12 ciclos de reutilización, lo que abre la puerta a la posible creación de un envase reutilizable que sustituya a los envases de un solo uso.
  

INTELIGENCIA ARTIFICIAL

• ZHANG, XIAO: Soft computing strategies for resolving key data challenges in organ transplantation
  
  Autor/a: ZHANG, XIAO
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INTELIGENCIA ARTIFICIAL
  Departamento: Departamento de Ciencias de la Computación (CS)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 27/06/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 10/07/2024
  Director/a de tesis: NEBOT CASTELLS, MARIA ANGELA
  Tribunal:
       PRESIDENT: RIBAS RIPOLL, VICENTE JORGE
       SECRETARI: VELLIDO ALCACENA, ALFREDO
       VOCAL: ARMENGOL VOLTAS, EVA
  Resumen de tesis: En el campo del trasplante de órganos, existe una brecha crítica: la disponibilidad de órganos está muy por debajo de la demanda, lo que resulta en la muerte de numerosos receptores antes de que puedan recibir un trasplante. Recientemente, las tecnologías de inteligencia artificial, especialmente el aprendizaje automático y el aprendizaje profundo, han mostrado un gran potencial para mejorar la precisión en la selección de órganos y la gestión de riesgos post-trasplante, pero enfrentan desafíos como la interpretabilidad de los modelos, el desbalance de datos, el tamaño reducido de los conjuntos de datos y la insuficiencia de muestras etiquetadas. Esta tesis se centra en la aplicación y exploración de técnicas de computación blanda en el análisis y modelado de datos de trasplantes de órganos. Al integrar técnicas de computación blanda con modelos de aprendizaje automático, este estudio busca desarrollar nuevos enfoques computacionales para abordar los principales desafíos de datos en el dominio del trasplante de órganos. A través de esta investigación, se pretende proporcionar una visión más profunda del análisis y modelado de datos en escenarios de trasplante de órganos, ofreciendo así un soporte de decisión más preciso y personalizado para médicos y pacientes.Esta tesis demuestra cómo se puede mejorar la interpretabilidad en los modelos de aprendizaje automático (ML) para evaluar los riesgos en el trasplante de órganos, particularmente abordando las lagunas en la comprensión del impacto de las características a lo largo del tiempo de seguimiento y en diferentes subgrupos de pacientes. Se ha mostrado que el modelo de Extreme Gradient Boosting (XGBoost) supera a los puntajes de riesgo tradicionales y a otros modelos de ML en varios periodos de seguimiento. Utilizando las SHapley Additive exPlanations (SHAP), esta tesis proporciona una visión detallada de cómo las características específicas afectan dinámicamente a diferentes subgrupos de pacientes durante estos periodos, mejorando así la interpretabilidad tanto global como específica de subgrupos en el contexto del trasplante de órganos.Para abordar el desafío prevalente del desbalance de datos en el campo del trasplante de órganos, se proponen dos métodos novedosos basados en reglas, Ad-RuLer y ARUST. Ad-RuLer mejora la representación de clases minoritarias a través de la comparación iterativa de reglas. Basándose en esto, ARUST refina aún más la segmentación del espacio de muestras mediante el clustering de picos de densidad (DPC), aumentando la granularidad de la síntesis de datos. Simultáneamente, mejora la detección y eliminación de muestras superpuestas y ruidosas, mejorando así el rendimiento de clasificación de las muestras sintetizadas. Estos métodos superan a las técnicas tradicionales de re-muestreo en la predicción de nuevas malignidades sólidas en receptores de trasplante de hígado, demostrando su robusta capacidad para manejar datos desbalanceados de manera efectiva.Para abordar los problemas de tamaño reducido de muestra e insuficiencia de muestras etiquetadas, la tesis presenta un sistema neuro-difuso novedoso, D-DMR-FBLS. Este sistema integra Redes de Creencias Profundas (DBN) y sistemas Takagi-Sugeno-Kang (TSK) dentro del marco de un Sistema de Aprendizaje Amplio (BLS) para mejorar la capacidad de aprendizaje de representación durante la fase de entrenamiento no supervisado (UTP). Además, se proponen dos tipos de estrategias de regularización de variedad basadas en grafos para el sistema: basadas en muestras y basadas en características. Adaptado a un método de aprendizaje semi-supervisado, aprovecha las similitudes entre las muestras, incluidas las no etiquetadas, y las correlaciones entre características dentro del espacio de características difusas, mejorando aún más el rendimiento predictivo del modelo en escenarios de tamaños de muestra pequeños y muestras etiquetadas insuficientes.
  

MATEMÁTICA APLICADA

• BIJALWAN, ASHUTOSH: Numerical optimisation of worm locomotion on frictional substrates
  
  Autor/a: BIJALWAN, ASHUTOSH
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: MATEMÁTICA APLICADA
  Departamento: Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (DECA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 02/07/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 15/07/2024
  Director/a de tesis: MUÑOZ ROMERO, JOSE JAVIER
  Tribunal:
       PRESIDENT: BETSCH, PETER
       SECRETARI: ARROYO BALAGUER, MARINO
       VOCAL: KRIEGEL, MARTIN
  Resumen de tesis: La teoria de control òptim ofereix un marc per determinar entrades òptimes en sistemes mecànics modelats com un sistema de valor inicial. El problema de minimització resultant es pot resoldre per mètodes directes e indirectes. Aquesta tesis es centra en el desenvolupament de tècniques de discretització que preserven l'estructura per problemes de control òptim amb aplicacions a sistemes mecànics i la locomoció d'organismes sense extremitats.Primer, la investigació es centre en el desenvolupament de mètodes d'integració que preserven la estructura en el context d'optimització òptima. Es proposa una nova discretització que preserva el Hamiltonià del control, que és una integral de les equacions d'Euler-Lagrange del problema de control òptim (PCO). A més, s'introdueix una tècnica que és capaç de preservar també el moment angular resultant de la simetria rotacional del PCO. A continuació s'estudien la estabilitat numèrica de la solució quan es discretitza en el temps. Es demostra que aquesta estabilitat i la presència d'oscil·lacions numèriques depèn no només del pas de temps, si no també de paràmetres del funcional objectiu, que mesura la quantitat de control. S'il·lustra també amb un problema que aquests resultats també són aplicables a PCOs no lineals. En segon lloc, la solució numèrica del OCP discretitzat és resol amb dues estratègies: monolítica i esglaonada. La estratègia monolítica resol totes les condicions d'optimalitat per tots el passos de temps en un únic sistema no lineal d'equacions, i es basa en un esquema Newton-Raphson, que garanteix la convergència quadràtica en un entorn del la trajectòria òptima. La estratègia per passos es basa en el Forward-Backward Sweep Method (FBSM), on les equacions d'estat i adjuntes es resolen de forma separada, i les equacions de control permetre una actualització de les variables de control. Addicionalment, es dissenya una estratègia híbrida que combina les avantatges del mètode FBSM convencional basat en gradients, i solucion basades en mètodes de Newton quan la solució és propera a la trajectòria òptima.Finalment, es presenta un marc general pel modelat de la locomoció d'organismes sense extremitats en substrats friccionals utilitzant models 2D i 3D amb mètodes d'Elements Finits. Per model continu 2D, l'activitat muscular es simular amb tensions actives, mentre que en el model 3D s'incorpora una descomposició multiplicativa del gradient de deformació, que permet mimetitzar un rang ampli de patrons de locomoció en 3D per sòlids elàstics. Es proposa una formulació d'EF basada en posicions i velocitats. Les equacions de govern en derivades parcials es transformen en equacions equivalent diferencio-algebraiques (DAEs). A continuació, les estratègies de locomoció òptima s'estudien en el marc de teoria de control òptim. Es recorre a mètodes basat en l'adjunt i es dedueixen les condicions d'optimalitat de primer ordre, que donen lloc a un sistema de DAEs amb dos punts finals. Les condicions resultants discretes de primer ordre formen un problema de programació no lineal que es resolt eficientment amb FBSM.En darrer lloc es donen un exemples numèrics representatius per comparar el comportament dels algoritmes pel càlcul de la locomoció òptima. S'avaluen la eficiència dels esquemes conservatius i la robustesa de les estratègies monolítica, per passos, i híbrida. Es nostres experiments mostren diferents patrons del moviment en organismes sense extremitats, i resultats molt similars per les tres estratègies. No obstant, el mètode híbrid esdevé més avantatjós en quan al temps de càlcul quan el pas de temps decreix i la mida del problema s'incrementa.
  

PROYECTOS ARQUITECTÓNICOS

• GONZÁLEZ TORRADO, CRISTIAN: Aspectos ambientales en la Casa Aversú de Alejandro de la Sota: El proceso del proyecto
  
  Autor/a: GONZÁLEZ TORRADO, CRISTIAN
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: PROYECTOS ARQUITECTÓNICOS
  Departamento: Departamento de Proyectos Arquitectónicos (PA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 01/07/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 12/07/2024
  Director/a de tesis: VALOR MONTERO, JAUME
  Tribunal:
       PRESIDENT: RAVETLLAT MIRA, PEDRO JUAN
       SECRETARI: BLANCO GRANADO, JAIME
       VOCAL: DEVESA DEVESA, RICARDO
       VOCAL: PASCUAL RUBIO, ANA
       VOCAL: PRIETO GONZALEZ, EDUARDO ANTONIO
  Resumen de tesis: La presente investigación surge de dos intereses personales: la conciencia climática y Alejandro de la Sota. Atendiendo a esta premisa, el objetivo de la investigación es encontrar la vinculación entre los aspectos ambientales y la arquitectura, particularmente en el proceso del proyecto. De este modo, se usará la investigación para dar respuesta a la pregunta: ¿En qué momentos y de qué manera los aspectos ambientales inciden en la forma arquitectónica?Para ello, la presente investigación analizará la Casa Arvesú de Sota, estructurando su estudio en cuatro partes. La primera parte atiende al concepto de aspectos ambientales, estableciendo el vocabulario que se usará. El objetivo de esta primera parte es volver al origen del concepto y revisar las posturas actuales en cuanto repercusión de las decisiones ambientales en el proyecto, pues se trata de desprenderse de tópicos para redefinir la arquitectura como medio y no como soporte de las soluciones ambientales. Al final de este primer apartado se procede, también, a la vinculación de los aspectos ambientales con Alejandro de la Sota.La segunda parte corresponde al estudio descriptivo de la vivienda. Para ello se hace un recorrido por el contexto nacional e internacional en el momento de su concepción y construcción. Además, se reconoce la obra dentro de la trayectoria profesional de Alejandro de la Sota. Posteriormente se caracteriza la casa en tanto que uso, lugar y técnica a través del proceso del proyecto, pues se analizan sus distintas versiones —croquis— hasta llegar a su formalización final. La tercera parte corresponde al estudio analítico. Para ello, se ha realizado un “gemelo digital” de la obra —derribada en 1987—, de modo que permite la cuantificación de las repercusiones ambientales en cuanto geometría, luz, sistemas o comprobaciones energéticas o de dinámica de fluidos de la vivienda. El objetivo del modelo digital es la comprobación numérica de lo que Alejandro de la Sota aplicaba empíricamente. Con este punto de partida, en primera instancia se catalogan las soluciones como sistemas para, posteriormente, examinar la vivienda a partir de cinco acciones características que relaciona la obra con los aspectos ambientales. Las cinco categorías son las siguientes:- Elevar, densificar y distanciar [como implantación] - Permeabilizar, asentar y plantar [como apropiación del entorno] - Contraponer, discurrir y colmatar [como programa] - Parapetar, proyectar y extender [como definición de los límites] - Sombrear, ventilar y retener [como estrategias pasivas] Finalmente, esta tercera parte acaba con la identificación e incorporación de los objetivos ambientales en el proyecto con una gráfica que relaciona transversalmente el proceso de diseño. La cuarta parte corresponde con las conclusiones de la investigación. Es decir, la respuesta a la pregunta que dio origen a la presente investigación en 4 fases:- Caracterización del medio, el usuario y el problema.- Formulación de objetivos.- Establecer la estructura interna del proyecto.- El “esfuerzo por reducir esfuerzo”.
  
• RIUS RUIZ, MARIA: Utopia Inhabited. El Barri Gaudí by Taller de Arquitectura
  
  Autor/a: RIUS RUIZ, MARIA
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: PROYECTOS ARQUITECTÓNICOS
  Departamento: Departamento de Proyectos Arquitectónicos (PA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 20/06/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 04/07/2024
  Director/a de tesis: MÀRIA SERRANO, MARIA MAGDALENA | SALVADÓ ARAGONÈS, NÚRIA
  Tribunal:
       PRESIDENT: JARZOMBEK, MARK MICHAEL
       SECRETARI: JOVER FONTANALS, CRISTINA
       VOCAL: FREDIANI I SARFATI, ARTURO
       VOCAL: BAILO ESTEVE, MANUEL
       VOCAL: KOCKELKORN, ANNE MARIA
  Resumen de tesis: Este texto es el resultado de una investigación sobre El Barri Gaudí (Barrio Gaudí), uno de los prototipos de vivienda colectiva que surgieron durante los años 1960 y 1970 a nivel mundial, encarnando formas alternativas de vida comunitaria en las ciudades. La noción de 'utopía habitada' y su aparente contradicción profundiza en el concepto de 'futuros pasados' —diseños radicales que cuestionaron las convenciones contemporáneas, vislumbraron un futuro ideal, fueron construidos y continúan siendo habitados hoy en día. Entre ellos, El Barrio Gaudí, ubicado en España y diseñado por El Taller de Arquitectura, representa un caso único y el primer prototipo de una exploración de vivienda colectiva desarrollada por el equipo transdisciplinario del Taller durante más de una década.Para desentrañar la historia de El Barri esta tesis entrelaza una serie de narrativas complejas e interconectadas: las voces que lo diseñaron y las que lo habitan. Como en un documental, se construye un discurso a partir de diversos testimonios que hablan a través de material de archivo, del trabajo de campo y de entrevistas al equipo de diseño, constructores y vecinos. Haciendo eco de las cualidades teatrales del lugar, que lejos de ser fondo de escena es un actor activo de la vida cotidiana de la comunidad, esta tesis se estructura en escenas independientes, con un personaje central: El Barrio Gaudí. La narrativa es circular y sigue el ciclo típico de prototipado. Hay tres capítulos principales o grupos de escenas, cada uno dedicado a una fase de prototipado: las everyday scenes—las lecciones extraídas del contraste de expectativas vs. realidad—, las design scenes—el proceso de diseño que incluye iteraciones posteriores del sistema—, y las built scenes—la prueba construida que no corresponde a un objeto definido sino a un sistema abierto y sus elementos combinables—. Cada grupo tiene su propia estructura y lógica temporal, y va precedido de un preludio.Las everyday scenes exploran la concepción del Barrio como una utopía social: una forma alternativa de vida comunitaria dentro de las ciudades. La visión comunal se encarnó en un tejido urbano orgánico, una serie de entornos domésticos que ofrecen a los habitantes un paisaje rico para la libertad de movimiento y encuentros diarios. Las design scenes se centran en analizar como se configuró El Barrio Gaudí dentro del contexto político, social y económico de la época. La colección de escenas se adentra en la voluntad del Taller de Arquitectura de proporcionar una alternativa a los bloques y torres de pisos convencionales a los protagonistas del éxodo rural para que pudieran disponer de espacios de encuentro comparables a los de los pueblos populares mediterráneos. Este capítulo revela como la investigación sobre la creación de espacios característicos del tejido espontáneo y orgánico los llevó a trabajar con sistemas de crecimiento geométrico, tanto para este proyecto como para posteriores prototipos.Las built scenes descomponen el Barrio Gaudí en sus ingredientes esenciales que definen su paisaje único y mágico. Esta seccion se presenta como micro-narrativas sobre sus colores, formas, materiales y elementos construidos. El análisis explora el papel desempeñado por cada componente, así como su potencial inspiración e inclusión en prototipos de vivienda colectiva precedentes o posteriores.Behind the scenes, traslada el foco del Barrio Gaudí al Taller de Arquitectura, el equipo responsable de su diseño. En este apartado se detalla la formación del equipo, que está estrechamente vinculada a la concepción y construcción del Barrio. También profundiza en los métodos de trabajo colaborativos y las conexiones entre sus miembros. Finalmente, revela la ambigüedad de un equipo que, a veces, se presenta como un colectivo radical, mientras que, en otras, es eclipsado por la figura de Ricardo Bofill.
  
• TERÉS CASTÁN, JUDITH: La repetición en un modelo habitacional urbano: De las terraced houses londinenses tardogeorgianas a los apartment houses neoyorquinos de la Era Metropolitana
  
  Autor/a: TERÉS CASTÁN, JUDITH
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: PROYECTOS ARQUITECTÓNICOS
  Departamento: Departamento de Proyectos Arquitectónicos (PA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 25/06/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 08/07/2024
  Director/a de tesis: GONZALEZ RAVENTOS, AQUILES | GARCIA ESCUDERO, DANIEL
  Tribunal:
       PRESIDENT: NAVARRA, MARCO
       SECRETARI: RUBERT DE VENTOS, MARIA
       VOCAL: FREDIANI I SARFATI, ARTURO
       VOCAL: LLORACH HERRERO, ENRIC
       VOCAL: MORAGAS SPA, ANTONIO
  Resumen de tesis: La arquitectura doméstica es uno de los ejes vertebradores de la ciudad histórica por su capacidad ambivalente, manifiesta en los modelos habitacionales urbanos, de proporcionar el hábitat de los ciudadanos, a la vez de contribuir a tramar el tejido, estructurar la morfología y definir la identidad urbana. La investigación de dos modelos a priori dispares, el de las terraced houses londinenses tardogeorgianas y el de los apartment houses neoyorquinos de la “Era Metropolitana”, entre los que sin embargo se detecta un paralelismo formal, ha permitido exponer donde radica la esencialidad de la repetición arquitectónica en la definición de un modelo habitacional urbano. El establecimiento de un canon repetitivo es condición sine qua non para su conformación y prevalencia; de manera que, cuando la repetición es objetivada y aplicada a la práctica, aparece implícita en los códigos proyectuales que rigen el modelo. Se detecta que la repetición debe abarcar tres magnitudes: la gran escala, que contempla la implantación en la ciudad; la escala intermedia, de índole tipológica, comprendida por las distintas tipologías que integran el modelo; y la escala más pequeña de detalle, que focaliza la atención en aquellos elementos arquitectónicos que, compartiendo un diseño similar, se suceden regularmente. El resultado es un paisaje urbano en el que impera la uniformidad arquitectónica, otorgada por la secuencia rítmica que brinda a la ciudad la repetición ordenada de unos determinados parámetros vinculados con la arquitectura doméstica; una preciada, aunque a veces olvidada, uniformidad que permite serenar la vorágine urbana y singularizar aquella arquitectura que requiere ser destacada. Para que un modelo habitacional urbano se consolide y perdure en el tiempo, el canon repetitivo que lo configura debe admitir un cierto grado de transgresión, de flexibilidad ante los distintos condicionantes sociales y de proyecto que puedan ser requeridos en cada una de las innumerables unidades de vivienda que lo conforman. Un modelo habitacional urbano, regido por un canon repetitivo con capacidad de adaptabilidad, puede llegar incluso a ser extrapolado contextualmente, como se demuestra con la tesis de la traslación del modelo de las sobrias y elegantes terraced houses de Londres a Nueva York donde, tras un proceso de adaptación, incluyendo una magnificación escalar, se transformó en el modelo definido por los magníficos apartment houses erigidos en torno a Central Park durante las décadas finales del siglo XIX y principios del siglo XX.
  

RECURSOS NATURALES Y MEDIO AMBIENTE

• CUBIDES PAEZ, DAVID FERNANDO: Biological technologies for nitric oxide abatement
  
  Autor/a: CUBIDES PAEZ, DAVID FERNANDO
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: RECURSOS NATURALES Y MEDIO AMBIENTE
  Departamento: Departamento de Ingeniería Minera, Industrial y TIC (EMIT)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 01/07/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 12/07/2024
  Director/a de tesis: JUBANY GUELL, IRENE | GAMISANS NOGUERA, XAVIER
  Tribunal:
       PRESIDENT: RAMÍREZ MUÑOZ, MARTÍN
       SECRETARI: DORADO CASTAÑO, ANTONIO DAVID
       VOCAL: MARTIN SANCHEZ, MARIA JOSE
  Resumen de tesis: Afrontar el reto generalizado de la contaminación atmosférica, en particular la reducción de los óxidos de nitrógeno (NOx), es fundamental para mejorar la salud pública y la calidad ambiental en Europa. Anualmente, los problemas relacionados con la calidad del aire contri-buyen a muertes prematuras en toda Europa, lo que subraya la urgente necesidad de es-trategias eficaces de control de la contaminación. Esta tesis doctoral explora procesos bio-tecnológicos innovadores para la eliminación de NOx, centrándose en el potencial de los tratamientos biológicos como alternativas sostenibles y rentables a los métodos convencio-nales.Llevada a cabo en el Departamento de Minas, Ingeniería Industrial y TIC de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) y en la Unidad de Tecnología del Agua, Aire y Suelos de Eu-recat,esta investigación forma parte de un esfuerzo de colaboración para tender un puente entre los estudios académicos y las aplicaciones industriales. La tesis investiga la eficacia de los líquidos iónicos (LIs) y los líquidos en fase no acuosa (NAPs) como vectores de transferen-cia de masa para mejorar la solubilidad del oxido nitrógeno (NO) y a su vez mejorar la bio-disponibilidad de NO para la degradación microbiana. Estos vectores tienen el potencial de revolucionar el diseño y funcionamiento de los sistemas de tratamiento biológico de gases poco solubles en agua mejorando su eficiencia y escalabilidad.La tesis revisa sistemáticamente las tecnologías de control de NO existentes para sentar las bases de la introducción de alternativas de base biológica. Profundiza en la selección y op-timización demateriales y métodos, haciendo hincapié en diseños experimentales que faciliten resultadosrobustos y fiables. Al mejorar la transferencia de masa del gas a la fase líquida, la investi-gación pretende abordar una de las principales limitaciones a las que se enfrentan los tra-tamientos biológicos actuales a la hora de tratar gases hidrófobos como el NO.Esta investigación contó con el apoyo de varias subvenciones académicas y gubernamenta-les, lo que refleja su importancia e impacto potencial. Se espera que los resultados abran una puerta al estudio de una nueva tecnología industrial, proporcionando una base científi-ca sólida para continuar investigando en nuevas alternativas para el tratamiento de gases.
  

SOSTENIBILIDAD

• MORALES VERGARA, IVETHEYAMEL: The Impact of Urban Living Labs in Sustainable Development Education, Case Study: Faculty of Architecture and Urbanism, University of Guayaquil - Ecuador.
  
  Autor/a: MORALES VERGARA, IVETHEYAMEL
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: SOSTENIBILIDAD
  Departamento: Instituto Universitario de Investigación en Ciencia y Tecnologías de la Sostenibilidad (IS.UPC)
  Modalidad: Compendio de publicaciones
  Fecha de depósito: 27/06/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 10/07/2024
  Director/a de tesis: MASSECK, TORSTEN ANDREAS | SEGALAS CORAL, JORDI | MASSECK, TORSTEN ANDREAS
  Resumen de tesis: La siguiente tesis doctoral presenta una investigación sobre la aplicación y efectividad de los Urban Living Labs (ULLs) como estrategias educativas transformadoras dentro de las Instituciones de Educación Superior (IES) para promover la Educación para el Desarrollo Sostenible (EDS). Mediante la aplicación de un marco metodológico diverso que incluye revisiones exhaustivas de la literatura, validaciones de expertos y amplios análisis de estudios de caso, con un enfoque en el Proyecto Delta de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la Universidad de Guayaquil, esta investigación avanza significativamente en la comprensión de cómo los ULL pueden integrarse en los planes de estudio de la educación superior.La tesis está estructurada en siete capítulos con su parte central compuesta por 3 artículos científicos. La primera parte presenta una revisión de la literatura y el marco conceptual. Esta sección proporciona una revisión exhaustiva de la literatura sobre EDS dentro de las IES, detallando la conceptualización y operacionalización de los ULL. Explora las teorías y prácticas fundamentales de la EDS, enfatizando el papel de las IES a la hora de liderar iniciativas de sostenibilidad. La revisión también cubre las características y tipologías de los ULL, ubicándolas dentro del contexto más amplio del desarrollo urbano sostenible y la innovación educativa.En la segunda parte, la tesis presenta una herramienta de evaluación innovadora (E-ULL-HEIs), diseñada para medir el impacto y la eficacia de las ULL en la promoción de prácticas sostenibles dentro del entorno académico. Esta herramienta evalúa las ULL a través de tres constructos: Sinergia, Estrategia y Pedagogía, que describen interacciones clave para la EDS. Sinergia enfatiza la cooperación intersectorial y disciplinaria; Estrategia aborda la claridad de objetivos y resultados duraderos; y Pedagogía combina la incorporación de nuevos conocimientos con el impacto en aprendizaje e investigación.Estos conceptos se desarrollan en siete indicadores clave que cubren los elementos esenciales del aprendizaje permanente, la EDS y las instituciones de educación superior. Al aplicar esta herramienta de evaluación a cincuenta casos de estudio, la investigación valida la confiabilidad y consistencia de estos indicadores. Los resultados de estos estudios, confirmados mediante análisis factorial exploratorio y el coeficiente alfa de Cronbach, demuestran la solidez de la herramienta para capturar los impactos matizados de la ULL en las estrategias educativas y la participación comunitaria. Este marco de evaluación no solo facilita la evaluación de las contribuciones de los ULL a la sostenibilidad, sino que también garantiza su alineación con los resultados del aprendizaje educativo y los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) más amplios.En la tercera parte, esta herramienta de evaluación es aplicada al Proyecto Delta, un ULL en la Universidad de Guayaquil, Ecuador. Esta herramienta fue crucial para identificar tanto las fortalezas como debilidades del proyecto. Los hallazgos destacan el impacto en la diversidad y la participación de los interesados, la interdisciplinariedad, la integración curricular, el aprendizaje y la investigación. Sin embargo, también identificó retos en términos de colaboración intersectorial y participación de los estudiantes, proporcionando valiosas lecciones sobre la importancia de la planificación estratégica y la adaptabilidad.Los resultados de esta investigación doctoral resaltan el potencial transformador de las ULL en las IES, destacándolas como fundamentales para promover transiciones urbanas sostenibles. Sin embargo, la tesis también identifica los desafíos existentes en la colaboración intersectorial y la participación de los estudiantes, que brindan información crítica sobre la planificación estratégica necesaria para la adaptación y replicación exitosa de los modelos ULL en diferentes contextos culturales y académicos.
  

TECNOLOGÍA DE LA ARQUITECTURA, DE LA EDIFICACIÓN Y DEL URBANISMO

• ORTEGA DONOSO, SARA ISABEL: Luz y aprendizaje dentro de los espacios educativos. Aproximaciones desde el color.
  
  Autor/a: ORTEGA DONOSO, SARA ISABEL
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: TECNOLOGÍA DE LA ARQUITECTURA, DE LA EDIFICACIÓN Y DEL URBANISMO
  Departamento: Departamento de Tecnología de la Arquitectura (TA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 01/07/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 12/07/2024
  Director/a de tesis: MUROS ALCOJOR, ADRIAN | BAUTISTA PEREZ, GUILLERMO
  Tribunal:
       PRESIDENT: ESCOFET ROIG, ANNA MARIA
       SECRETARI: DAUMAL DOMENECH, FRANCESC DE PAULA
       VOCAL: HIGUERA TRUJILLO, JUAN LUIS
  Resumen de tesis: Vivimos en un entorno visualmente demandante.La mayoría de nuestros estímulos cognitivos provienen de la percepción visual. En este entorno de dependencia generalizada del sentido de la vista, el estudio del vínculo entre la luz artificial y las tareas cognitivas es clave para llegar a interactuar con nuestra memoria y atención cada vez más acostumbradas a entornos dinámicos.El objetivo de esta investigación es hacer un análisis de las disciplinas que más pueden condicionar el aprendizaje: Ciencias cognitivas, arquitectura y educación para: En primera instancia, analizar cómo pueden influir algunos de los parámetros de la luz en el aprendizaje prestando especial atención a la incidencia de la luz en la en la percepción y la atención humanas y en como estas condicionan la memoria. Después, analizar las metodologías docentes innovadoras y como se han incluido las tecnologías de comunicación y aprendizaje en el aula. Y, por último, analizar cuál ha sido la evolución de los espacios educativos a través del estudio de casos de colegios de todo el mundo a lo largo de las últimas décadas profundizando en las maneras en que se han incorporado las tecnologías de iluminación y control según las necesidades de los métodos educativos dentro del aula.Del análisis de las implicaciones de la luz en la atención y la memoria obtendremos las posibilidades que nos ofrece trabajar distintos parámetros de luz en el aula; del análisis de las metodologías docentes obtendremos las necesidades reales del aula actual; y del análisis de los casos de estudio obtendremos capacidad de innovación en el aula con nuevas estrategias de iluminación.El cruce de estas tres disciplinas origina tres usos alternativos de la iluminación en espacios educativos que se someten a un análisis experimental comparando el desempeño en una tarea en las escenas propuestas con el desempeño en condiciones de luz tradicionales para concluir nuevas soluciones en el aula y futuras líneas de investigación.Se ha utilizado una metodología de revisión narrativa amplia para los casos de estudio que permite dar una visión general de la problemática de adaptación de la iluminación al uso y al usuario dentro de los centros escolares. Para ello se han revisado fuentes publicadas en revistas de arquitectura y ejemplos significativos con espacios educativos que desarrollan metodologías docentes innovadoras y se han establecido criterios de análisis de iluminación natural y artificial considerados a lo largo de estos casos.Se ha utilizado una metodología experimental que analiza la incidencia de tres propuestas de iluminación alternativas basadas en situaciones no consideradas hasta el momento. En los tres casos se consideran un grupo de control y grupo de estudio de dos colegios públicos de la provincia de Barcelona. Estas propuestas nacen de la observación de una falta de consideración de un parámetro de la luz importante en la transmisión de información de un entorno visual, el color.Finalmente, los resultados reflejan la necesidad de adaptar y flexibilizar las aulas según las distintas necesidades de aprendizaje dentro del aula y la posibilidad de hacerlo con propuestas no consideradas hasta el momento de parámetros de color y dinamismo.
  

TEORÍA DE LA SEÑAL Y COMUNICACIONES

• PALACIOS ARIAS, CESAR AUGUSTO: Design, Implementation, and Experimental Validation of Microsystems for Near-field Communications and Sensing at X-waves
  
  Autor/a: PALACIOS ARIAS, CESAR AUGUSTO
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: TEORÍA DE LA SEÑAL Y COMUNICACIONES
  Departamento: Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones (TSC)
  Modalidad: Compendio de publicaciones
  Fecha de depósito: 01/07/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 12/07/2024
  Director/a de tesis: JOFRE ROCA, LUIS | JOFRE CRUANYES, MARC
  Tribunal:
       PRESIDENT NO PRESENCIAL: FERRANDO BATALLER, MIGUEL
       SECRETARI: RIUS CASALS, JUAN-MANUEL
       VOCAL NO PRESENCIAL: RAMÍREZ ARROYAVE, GERMÁN AUGUSTO
  Resumen de tesis: Aquesta tesi aprofundeix en el procés intricat de disseny i implementació de sistemes d'escala micromètrica per a aplicacions "x-ones", un terme utilitzat en aquesta tesi per abastar microones, ones mil·limètriques, òptica i ones de terahertz. Els resultats inicialshan estatS'aconsegueix amb microsistemes que operen a freqüències de microones, integrats amb tecnologies de microfluídica per a lacomunicació i detecció de biopartícules en camp proper. En particular, les tecnologies de microones i microfluídiques han sorgitcom un enfocament prometedorper a la detecció i anàlisi de biopartícules. Aquest camp interdisciplinari, situat a la intersecció de l'enginyeria de la comunicació, lafísica a microescala i la biologia, aprofita les propietats úniques de les microones i el control precís que ofereixen les microfluídiquesExplorar el comportament i la funcionalitat de les cèl·lules vives. Aquesta tesi engloba tres estudis interconnectats que explorenconjuntament la integració de tecnologies de microones i microfluídiques per a la detecció, diferenciació i anàlisi de biopartícules.El primer estudi se centra en el disseny i optimització d'un sistema de mesura d'alta sensibilitat capaç de detectar biopartícules enun rang de freqüència de 0,01-10 GHz utilitzant diverses configuracions d'elèctrodes coplanars en una plataforma microfluídica. Laconfiguració de mesurament proposada aborda la bretxa de detecció en microones amb un sistema de detecció de microones desuperheterodí en temps real basat en l'optimització d'un Lock-In-Amplifier (LIA) per a la detecció de partícules individuals. El segonestudi demostra la capacitat del sistema per diferenciar biopartícules vives/mortes individuals. Incorpora un Amplificador deTransimpedància (TIA) en el sistema de mesuramillorar la relació senyal-soroll (SNR) per 4 dB. A més, el receptor de superheterodí es va optimitzar en termes de potència ifreqüència d'operació de l'oscil·lador local. El sistema microfluídic s'ha ajustat per confinar biopartícules a la línia central delmicrocanal. El tercer estudi presenta un sistema que mesura la variació de susceptibilitat electromagnètica no lineal d'organismesvius. La tècnica es basa en la mesura dels productes d'intermodulació a freqüències de microones produïdes per diversesmostres, incloent etanol pur, una barreja d'etanol i dimetil-sulfòxid (DMSO), viu Escherichia coli (E. coli), i E. coli, que ha estat matatper calor. Col·lectivament, aquests estudis destaquen el potencial d'aquesta plataforma integrada de microones-microfluídic enprocessos industrials, recerca biomèdica i aplicacions de monitoratge ambiental. La investigació obre una via inexplorada en elcamp de les microones per entendre el comportament i la funcionalitat de les cèl·lules vives.
  
• SEDAR, MOHOTTIGE ROSHAN MADHUSANKA: Misbehaviour Detection and Trustworthy Collaboration in Vehicular Communication Networks
  
  Autor/a: SEDAR, MOHOTTIGE ROSHAN MADHUSANKA
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: TEORÍA DE LA SEÑAL Y COMUNICACIONES
  Departamento: Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones (TSC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 20/06/2024
  Fecha de FINAL de depósito: 04/07/2024
  Director/a de tesis: ALONSO ZARATE, JESUS | VAZQUEZ GALLEGO, FRANCISCO
  Tribunal:
       PRESIDENT: MARQUEZ BARJA, JOHANN MARCELO
       SECRETARI: PEREZ ROMERO, JORGE
       VOCAL: GOZÁLVEZ SEMPERE, JAVIER
  Resumen de tesis: L'auge de l'Internet dels vehicles incrementa els vehicles connectats, que prenen decisions mitjançant l'intercanvi d'informació en temps real amb altres vehicles o unitats de carretera (RSU). Aquestes tecnologies milloren la seguretat, l'eficiència i la sostenibilitat. Però, comporten desafiaments de seguretat i privacitat. Les amenaces poden venir de persones malintencionades o d'interns en la comunicació vehicle a tot (V2X), que poden transmetre informació falsificada o errònia, posant en perill la seguretat. Aquesta tesi doctoral se centra a millorar la seguretat, robustesa i confiança de les comunicacions V2X, permetent la detecció eficient de conductes inapropiades, augmentant la confiança. Els objectius són: (i) aconseguir una detecció precisa de males conductes amb mínimes falses alarmes, aprofitant característiques vehicular espaciotemporals, i (ii) facilitar l'intercanvi d'informació de confiança per a la detecció col·laborativa de conductes indegudes, capaç de detectar nous atacs i atacs parcialment observables.La manca d'enfocaments estandarditzats i les característiques úniques dels sistemes V2X plantegen desafiaments per a les solucions existents basades en dades. La tesi proposa l'ús de l'aprenentatge per reforç (RL) per detectar males conductes en xarxes V2X. Es presenta una metodologia de detecció de males conductes basada en RL profunda (DRL) que millora la detecció.La falta de dades etiquetades dificulta l'entrenament de models de detecció basats en intel·ligència artificial/aprenentatge automàtic. Per això, es proposa un esquema combinat d'aprenentatge no supervisat i DRL, permetent la detecció d'atacs amb dades no etiquetades. També es presenta un enfocament DRL personalitzat per protegir contraatacs adversaris i gestionar problemes derivats de dades d'entrenament inadequades. Finalment, es proposa un esquema de detecció col·laborativa de males conductes basat en DRL, utilitzant RSUs per compartir coneixements de manera segura i eficient.