Escuela de Doctorado

Fecha de lectura: 09/12/2025

• SABRI ABREBEKOH, MOHAMMAD: Improving Efficiency of ReRAM-Based Accelerators for Cognitive Computing Workloads
  
  Autor/a: SABRI ABREBEKOH, MOHAMMAD
  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: 07/11/2025
  Fecha de lectura: 09/12/2025
  Hora de lectura: 16:00
  Lugar de lectura: Sala d'Actes Edif. B6 - Planta baixa
  Director/a de tesis: GONZÁLEZ COLÁS, ANTONIO MARIA | RIERA VILLANUEVA, MARC
  Resumen de tesis: Las redes neuronales profundas (DNN) han logrado un éxito notable en una amplia variedad de aplicaciones. La operación principal en las DNN es el producto punto entre activaciones de entrada cuantizadas y pesos. Trabajos previos han propuesto arquitecturas centradas en la memoria basadas en el paradigma de Procesamiento-en-Memoria (PuM). La tecnología ReRAM resulta especialmente atractiva para aceleradores de DNN basados en PuM debido a su alta densidad para almacenamiento de pesos, bajo consumo por fuga, baja latencia de lectura y capacidad para realizar productos punto de DNN de manera masiva y en paralelo dentro de los crossbars de ReRAM. Sin embargo, existen tres cuellos de botella principales en los aceleradores basados en ReRAM.Primero, los convertidores analógico-digital (ADC) de alto consumo necesarios para cálculos analógicos en ReRAM reducen la eficiencia y el rendimiento de PuM. Para mejorar la eficiencia energética, se presenta ReDy, un acelerador hardware que implementa un esquema novedoso de cuantización dinámica centrado en ReRAM, aprovechando la transmisión y procesamiento bit a bit de activaciones. El consumo energético de los aceleradores basados en ReRAM es proporcional a la precisión numérica de las activaciones de entrada en cada capa. ReDy aprovecha que las activaciones en capas convolucionales suelen agruparse según el tamaño de los filtros y de los crossbars. Cuantiza cada grupo de activaciones sobre la marcha con diferentes niveles de precisión según una heurística basada en su distribución estadística. En conjunto, ReDy reduce significativamente la actividad de los crossbars y el número de conversiones A/D frente a la cuantización uniforme estática de 8 bits. Evaluado en varias CNN modernas, ReDy logra un ahorro energético promedio del 13% respecto a un acelerador tipo ISAAC, con un impacto mínimo en área.Segundo, el costoso proceso de escritura de las celdas ReRAM ha llevado a diseñar aceleradores con capacidad suficiente para almacenar modelos DNN completos. Dado el continuo crecimiento de los tamaños de los modelos, este enfoque es inviable o ineficiente debido a los enormes requisitos de hardware, y carece de flexibilidad frente a distintos modelos. Para superar esto, se propone ARAS, un acelerador ReRAM rentable que emplea un planificador inteligente para adaptar diferentes DNN a hardware con recursos limitados. ARAS solapa el cálculo de una capa con la escritura de pesos de otras para mitigar la alta latencia de escritura de ReRAM. Además, introduce optimizaciones como la recodificación de pesos para aumentar la similitud entre capas y reducir la energía en la sobreescritura. Evaluado en varios modelos, ARAS logra hasta 2,2× de velocidad y 45% de ahorro energético respecto a un acelerador PuM sin optimizaciones, y hasta 1,5× de velocidad y 62% de ahorro frente a un acelerador tipo TPU.Tercero, las celdas ReRAM presentan resistencia limitada debido al desgaste por múltiples actualizaciones durante la inferencia, reduciendo la vida útil de los aceleradores. Para abordar esto, se propone Hamun, un método de computación aproximada que extiende la vida útil mediante varias optimizaciones. Hamun detecta y retira celdas defectuosas, aplica técnicas de nivelación de desgaste en diferentes niveles de abstracción y un esquema de ejecución por lotes que maximiza la utilización de las celdas. Además, aprovecha la tolerancia a fallos de las DNN para retrasar la retirada de celdas desgastadas, reduciendo penalizaciones de rendimiento y extendiendo aún más la vida útil. Evaluado en varios modelos, Hamun mejora la vida útil hasta 13,2× respecto a un referente, con contribuciones principales de la gestión de fallos (4,6×) y ejecución por lotes (2,6×).
  

• SHEIKHSAMAD, MOHAMMAD: Learning Methods in Planning and Control for Autonomous Vehicles and Robotic Manipulation
  
  Autor/a: SHEIKHSAMAD, MOHAMMAD
  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 Organización y Control de Sistemas Industriales (IOC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 11/11/2025
  Fecha de lectura: 09/12/2025
  Hora de lectura: 12:00
  Lugar de lectura: Aula 28.8, Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB), Av. Diagonal, 647, Planta 0, Pavelló G, 08028 Barcelona
  Director/a de tesis: SUAREZ FEIJOO, RAUL | ROSELL GRATACOS, JOAN
  Resumen de tesis: Este trabajo de tesis trata sobre la aplicación de técnicas de aprendizaje automático (ML) y aprendizaje profundo (DL) para mejorar las tareas de planificación y control en distintos ámbitos, particularmente en vehículos autónomos y manos robóticas. En particular, aborda el desarrollo, basado en aprendizaje, de un controlador robusto de seguimiento de trayectorias para vehículos autónomos, un planificador de trayectorias adaptativo para manos robóticas que permite manipulación diestra, y un controlador con el humano en el bucle para manos robóticas mioeléctricas que garantiza una regulación precisa de la fuerza de prensión.En el ámbito de los vehículos autónomos, la tesis desarrolla un controlador Takagi–Sugeno (TS) utilizando el Sistema de Inferencia Neuro-Difuso Adaptativo (ANFIS) como un enfoque basado en aprendizaje para inferir una estrategia de control a partir de los datos de entrada–salida de un controlador ya existente. La estabilidad en lazo cerrado del sistema se analiza mediante la teoría de Lyapunov y Desigualdades Matriciales Lineales (LMIs). El controlador propuesto elimina la necesidad de optimización en línea, reduce significativamente el coste computacional y mejora el rendimiento en tiempo real. Su efectividad se valida a través de simulaciones de un vehículo autónomo a pequeña escala.En el ámbito de la manipulación robótica diestra, la tesis introduce tres planificadores de trayectorias basados en aprendizaje que emplean ANFIS y Redes Neuronales Profundas (DNNs) para aprender heurísticas de un planificador analítico y autoajustar sus parámetros en función de la experiencia previa. Este enfoque permiten a los robots manipular objetos de distintas formas, tamaños y propiedades materiales. Los planificadores propuestos se validan mediante experimentos en el mundo real utilizando una mano robótica Allegro, demostrando robustez frente al ruido de sensores y perturbaciones del entorno.En el ámbito de la prensión robótica, la tesis presenta un sistema mio-controlado con el humano en el bucle (HITL) para la regulación precisa de la fuerza de prensión. El sistema integra tanto controladores de fuerza basados en DNN como controladores basados en lógica difusa. El controlador difuso emplea lógica difusa, con una optimización de parámetros guiada por las preferencias del usuario recopiladas a través de una interfaz gráfica (GUI) mediante el método de Aprendizaje Global de Estrategias Entrada–Salida a partir de Preferencias por Pares (GLISp). Estos controladores se comparan con controladores heurísticos basados en modelos, y el sistema se valida mediante experimentos reales con la mano robótica AR10, mostrando una mayor adaptabilidad y capacidades de regulación fina de fuerza.Los resultados de esta investigación contribuyen al avance de los sistemas inteligentes de planificación y control en múltiples áreas de aplicación, allanando el camino hacia una automatización más eficiente, adaptativa y estable en escenarios del mundo real.
  

Fecha de lectura: 10/12/2025

• KHABBAZAN, BAHAREH: Improving Memory-centric Architectures for Accelerating Cognitive Computing Workloads
  
  Autor/a: KHABBAZAN, BAHAREH
  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: 31/10/2025
  Fecha de lectura: 10/12/2025
  Hora de lectura: 15:00
  Lugar de lectura: Sala d'actes - Edif. B6 – Planta 0
  Director/a de tesis: RIERA VILLANUEVA, MARC | GONZÁLEZ COLÁS, ANTONIO MARIA
  Resumen de tesis: Los rápidos avances en las redes neuronales profundas (DNN) han dado lugar a cargas de trabajo cada vez más complejas y con gran demanda de memoria, lo que plantea importantes desafíos para las arquitecturas de computación tradicionales. El exceso de movimiento de datos, las ineficiencias computacionales y las limitaciones energéticas restringen la escalabilidad de los aceleradores de DNN. Esta tesis aborda estos desafíos proponiendo enfoques centrados en la memoria para optimizar la ejecución de DNN mediante cuantización eficiente, procesamiento en memoria y reducción del movimiento de datos.En primer lugar, introducimos DNA-TEQ, un esquema de cuantización exponencial adaptativo que minimiza la huella de memoria y elimina la necesidad de multiplicadores convencionales, mejorando significativamente la eficiencia energética. Los resultados experimentales muestran que DNA-TEQ reduce la huella de memoria en un 40% en promedio en comparación con la referencia entera de 8 bits. El acelerador hardware de procesamiento cercano a la memoria (PnM), diseñado para aprovechar DNA-TEQ, mejora además la latencia de inferencia en 1,5×, manteniendo una precisión comparable a los modelos de precisión completa.A continuación, presentamos QeiHaN, un acelerador PnM que emplea cuantización exponencial en base 2 y una técnica implícita de desplazamiento de bits para reducir accesos redundantes a memoria y optimizar la inferencia de DNN. Nuestras evaluaciones demuestran que QeiHaN reduce el movimiento de datos en un 67%, lo que se traduce en una aceleración de 4,2× en el tiempo de ejecución y una reducción de 3,5× en el consumo energético en comparación con arquitecturas convencionales de referencia.Finalmente, proponemos Lama, un mecanismo ligero de acceso a memoria que mejora las arquitecturas de procesamiento en memoria (PuM) basadas en tablas de búsqueda (LUT), permitiendo accesos paralelos e independientes por columna dentro de las matrices DRAM, con soporte para operaciones SIMD de enteros de hasta 8 bits en modelos de gran escala. Los resultados experimentales muestran que Lama reduce significativamente los comandos de memoria para operaciones SIMD en comparación con las técnicas PuM de última generación. Además, aprovechamos Lama para diseñar LamaAccel, un acelerador basado en HBM para modelos de lenguaje de gran escala (LLM), que se ejecuta de forma eficiente sin modificar los parámetros de temporización de la DRAM. LamaAccel supera a las GPU hasta en 19×, logrando un considerable ahorro energético en capas de baja precisión.Las técnicas propuestas reducen de forma conjunta el movimiento de datos, optimizan la utilización de memoria y mejoran la eficiencia computacional. Nuestros resultados demuestran que los enfoques centrados en la memoria pueden mejorar significativamente la aceleración de DNN, ofreciendo soluciones escalables y energéticamente eficientes para los sistemas de IA de próxima generación.
  

Fecha de lectura: 11/12/2025

• CRIOLLO ALIENDRES, CRUZ ARMANDO: Caracas Cinética: La transformación del paisaje urbano a partir de la inserción de obras de arte en los edificios públicos y privados, en los espacios públicos, la infraestructura vial y los sistemas masivos de transporte 1950-2012.
  
  Autor/a: CRIOLLO ALIENDRES, CRUZ ARMANDO
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: URBANISMO
  Departamento: Departamento de Urbanisme, Territori y Paisaje (DUTP)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 29/09/2025
  Fecha de lectura: 11/12/2025
  Hora de lectura: 15:30
  Lugar de lectura: ETSAB (Esc. Técnica Sup. Arquit. Bcn)-Pl.Baja-Sala GradosAv. Diagonal, 649-651-08028-BCN(Videoconfencia: https://meet.google.com/ckz-quih-zjk-15:00)
  Director/a de tesis: RUBERT DE VENTOS, MARIA
  Resumen de tesis: Esta tesis analiza el papel del arte público en la transformación simbólica y social del espacio urbano de Caracas, con especial énfasis en el potencial transformador en entornos marcados por la fragmentación espacial y el déficit de espacio público. Se parte de la premisa de que el arte público -particularmente murales, esculturas, intervenciones plásticas e instalaciones efímeras- interviene en las relaciones entre la ciudadanía, el territorio y la memoria colectiva. La investigación se basa en un doble enfoque cuantitativo y cualitativo, que articula historia urbana, la catalogación y estudio de casos singulares ubicados en distintos entornos urbanos de la ciudad (edificios, infraestructura vial, el Metro y la calle) así como un análisis urbano desde la década de 1950 hasta el 2010. Se analizan casos emblemáticos como las obras de arte integradas a la arquitectura, las intervenciones vinculadas a la red de avenidas y autopistas, y las obras monumentales como las de Gego, Carlos Cruz Diez, Jesús Soto y Alejandro Otero.Los hallazgos revelan que el arte público en Caracas cumple múltiples funciones: resignifica espacios urbanos, refuerza identidades locales y metropolitanas, además democratiza el acceso a la cultura. La investigación identifica como la practica recurrente de la integración arte-arquitectura y ciudad devino en una tradición urbana que se mantiene hasta la actualidad. En un entorno que plantea tensiones entre la realización plástica, las políticas urbanas, así como los procesos de apropiación del espacio público. Con ello el arte emplazado en los espacios urbanos cumple un rol vinculante entre los programas institucionales y los actores sociales.Finalmente, la tesis compila y organiza una parte de la evolución urbana de la ciudad, en la que el arte público funcionó como catalizador de una ciudad, mas justa, plural y participativa.
  

• DEL POZO MARTÍN, JORGE: Estudio estadístico del control de calidad del hormigón
  
  Autor/a: DEL POZO MARTÍN, JORGE
  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: Normal
  Fecha de depósito: 18/11/2025
  Fecha de lectura: 11/12/2025
  Hora de lectura: 10:00
  Lugar de lectura: C1-002
  Director/a de tesis: AGUADO DE CEA, ANTONIO | PIALARISSI CAVALARO, SERGIO HENRIQUE
  Resumen de tesis: La presente tesis doctoral aborda un análisis crítico del sistema de control de calidad del hormigón estructural vigente en España. En la actualidad, la normativa nacional establece un sistema dual de control: uno de producción, ejecutado por el fabricante en planta, y otro de recepción, realizado en obra al recibir el hormigón. Esta duplicidad genera conflictos operativos, técnicos y económicos, además de posibles incoherencias en los resultados de los ensayos, lo cual suscita un debate sobre su idoneidad y eficacia.El objetivo general de la primera línea de trabajo es evaluar la eficiencia y fiabilidad del sistema dual de control, para posteriormente proponer un modelo optimizado que simplifique el proceso sin menoscabar la seguridad estructural ni la calidad del hormigón. Con ello, se pretende avanzar hacia un control más racional y adaptado a la realidad tecnológica y normativa europea.La segunda línea de investigación se enfoca en la base estadística sobre la que se sustentan los criterios normativos para la aceptación o rechazo de un lote de hormigón. Actualmente, la normativa española asume que los resultados de los ensayos de compresión siguen una distribución normal (gaussiana). Sin embargo, esta hipótesis carece de justificación teórica sólida, y presenta limitaciones como la posibilidad de obtener valores negativos y una simetría que no siempre se ajusta a los datos reales. Se exploran, por tanto, otras funciones de distribución, como la log-normal y la de Weibull, que podrían ajustarse mejor a los resultados reales obtenidos en ensayos.A lo largo del documento se expone una metodología basada en el análisis de grandes volúmenes de datos de ensayos provenientes de obras reales. Se contrastan distintas funciones de distribución mediante pruebas de bondad de ajuste y se cuantifican las diferencias en la estimación del percentil del 5%, que define la resistencia característica del hormigón. Los resultados indican que la función normal no es la más adecuada para usarla como función de distribución que mejor ajusta los datos.En base a los hallazgos obtenidos, la tesis propone una revisión del modelo actual de control de calidad, apostando por un sistema basado preferentemente en el control de producción —con la posibilidad que el control de recepción se realice con otro tipo de ensayos que parte información sobre la estructura terminada—, siempre que se garantice la trazabilidad y la calidad mediante procedimientos y certificaciones exigentes. Asimismo, se sugiere actualizar los modelos estadísticos normativos, incorporando funciones de distribución que representen con mayor fidelidad el comportamiento real del hormigón.En conclusión, esta investigación propone una mejora significativa en la forma en que se controla la calidad del hormigón estructural en España. Aporta fundamentos técnicos, normativos y estadísticos que justifican un cambio hacia un modelo más eficiente, sin redundancias, alineado con las directrices europeas y sustentado en un análisis estadístico más robusto, lo que puede suponer un importante avance en términos de fiabilidad, sostenibilidad y competitividad del sector.