Escola de Doctorat

Data de lectura: 27/02/2025

• GIL VIYUELA, OSCAR: Robot Navigation Issues and Human-Robot Collaborative Search using Deep Learning Methods
  
  Autor/a: GIL VIYUELA, OSCAR
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ
  Departament: Institut de Robòtica i Informàtica Industrial (IRI)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 13/01/2025
  Data de lectura: 27/02/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Sala de Juntes de la Facultat de Matemàtiques i Estadística (FME),Campus Diagonal Sud, Carrer de Pau Gargallo, 14, 08028 Barcelona
  Director/a de tesi: SANFELIU CORTES, ALBERTO
  Tribunal:
       PRESIDENT: MONTANO GELLA, LUIS ENRIQUE
       SECRETARI: ANDRADE CETTO, JUAN
       VOCAL: MERINO CABAÑAS, LUIS
  Resum de tesi: Actualment, la Robòtica Social i la Intel·ligència Artificial (IA)són dues àrees que estancomençant a explorar-se juntes gràcies al gran desenvolupament que hanexperimentat en l'última dècada. En concret, els models d'Aprenentatge Profund (DL), basatsen Xarxes Neuronals Artificials (RNA), han avançat enormement en els últims anys. Un avanç queha permès l'ús d'aquesta mena de models en un gran nombre d'aplicacions per a les persones,com a filtres despam, detecció i diagnòstic en medicina, traductors automàtics, mètodes deconversió de text a veu o models de generació d'imatges.En els últims anys, s'han desenvolupat diferents aplicacions de DL en la interacció humà-robot (HRI) ila col·laboració humà-robot (HRC) en diferents camps com la robòtica assistencial, la robòtica deservei, la robòtica industrial, la cerca i rescat (SAR), la robòtica educativa, la robòtica domèstica i altrescamps. La majoria d'aquestes aplicacions requereixen una navegació de robots robusta que tingui encompte als humans. Per aquesta raó, aquesta tesi explora diferents maneres d'aplicar mètodes de DLi Deep Reinforcement Learning (DRL) per a millorar aspectes de la navegació de robots en entorns ambhumans.Els principals aspectes que aquesta tesi explora són la predicció de trajectòria quefaran els humans i com un robot ha d'anticipar-se per a no haver-hi col·lisió. A més,s'estudia la cerca col·laborativa entre un humà i un robot tenint en compte lespreferències de les persones amb un model generatiu de DL. Les simulacions i elsexperiments duts a terme han servit per a testar els mètodes proposats, validar leshipòtesis i comprovar les seves limitacions.En resum, aquesta tesi doctoral proporciona diferents maneres d'aplicar mètodes de DL per a lanavegació de robots en entorns amb humans i la cerca col·laborativa humà-robot incloent-hiuna descripció de l'estat de l'art i explicacions dels mètodes proposats, les eines d'estudi quehan estat usades i les simulacions i experiments realitzats. Finalment, s'exposen les conclusionsde la tesi.
  

• ZARRAOA SARDÓN, LAURA: Photon counting with a single neutral atom: quantum efficiency, dark counts, and background rejection
  
  Autor/a: ZARRAOA SARDÓN, LAURA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: FOTÒNICA
  Departament: Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 05/12/2024
  Data de lectura: 27/02/2025
  Hora de lectura: 10:00
  Lloc de lectura: ICFO, Mediterranean Technology Park, Avinguda Carl Friedrich Gauss, 3, 08860 Castelldefels, Barcelona
  Director/a de tesi: MITCHELL, MORGAN | VEYRON, ROMAIN
  Resum de tesi: Aquesta tesi estudia l’ús d’un sol àtom neutre de Rubidio 87 atrapat com a comptador de fotons. La detecció de salts quàntics (QJs), canvis abruptes entre estats atòmics observables per canvis de fluorescència, es fa servir per inferir l'arribada de fotons únics. A aquesta tècnica l‘anomenem fotodetecció per salts quàntics (QJPD).Aquesta tesi primer situa la QJPD en el context de la fotodetecció. Comparada amb detectors tradicionals, la tècnica QJPD té una menor velocitat i menor eficiència quàntica (QE), però resulta excepcional per ser intrínsecament de banda estreta i per tenir un fort rebuig de fotons fora de banda i molt baixos comptes foscos (DCs). Aquestes característiques fan que sigui interessant per a aplicacions que detecten senyals òptics febles en presència de llum de fons de banda ampla.Els mètodes experimentals consisteixen en carregar un àtom de Rb87 des d'un parany magneto-òptic (MOT) a un parany fora de ressonància (FORT) localitzada al centre de quatre lents ortogonals, co-focals i d'alta obertura numèrica. Aquestes lents creen la FORT, acoblen la llum de prova a l'àtom i recullen la fluorescència atòmica, que és usada per identificar l'estat atòmic. La seqüència de QJPD consisteix a atrapar i refredar un àtom a la FORT, bombar-lo a l'estat fosc, il·luminar-lo amb llum de prova, il·luminar-lo amb llum de lectura i recollir la fluorescència, i comprovar que l'àtom no ha abandonat la FORT. S'introdueixen mètodes estadístics per mesurar la QE i les DC que comparen la distribució de comptes de fluorescència observada amb les distribucions de fluorescència de l'estat hiperfí. Es demostra una QE de (2.4±0.1)×e−3, un rècord per a l'absorció d'un sol fotó per un sol àtom en espai lliure.S’hi mesuren les contribucions dels DC. Per produir DC baixos, la QJPD s'implementa en dos temps: un temps d'exposició per absorció del fotó únic seguit d'un curt temps de fluorescència per llegir l'estat atòmic. Això implica contribucions a les DC diferenciades de adquisició i lectura, com passa als detectors CCD i CMOS. La taxa de salts foscos (anàloga al corrent fosc dels CCD/CMOS) és de (5 ± 10) × e−3 salts/s, compatible amb zero i limitada per les estadístiques de la mesura. La contribució de lectura és de (4.0 ± 0.4) × e−3 salts per ms de fluorescència. Per a una freqüència de lectura de 1 Hz, amb polsos de lectura de 1 ms, es demostra una taxa neta de DC de (15 ± 10) × e−3 comptes\ adquisición, que ja és competitiva amb qualsevol detector no criogènic.Les capacitats de rebuig de llum de Fons (LF) es comproven mesurant la taxa de QJs quan l'àtom és il·luminat amb llum solar directa i amb llum dispersada per l'atmosfera (llum celestial). Es desenvolupa un model d'equacions cinètiques que descriure les probabilitats de QJs en presència de LF de banda ampla, alhora que amb llum de prova feble en ressonància. Aquest model interpreta els experiments en què un feix de senyal feble competeix contra forta LF de banda ampla i es valida utilitzant llum solar directa. Experimentalment, no s'observen QJs induïts per la llum celestial. S’hi mesuren també la brillantor de la llum celestial i les seves fluctuacions, que resulten grans fins i tot en dies majoritàriament clars, factor que augmenta encara més la necessitat de rebutjar la LF.S’hi discuteixen diverses aplicacions extremes de fotodetecció contemporànies com a possibles aplicacions per a la QJPD, incloent comunicacions quàntiques en espai lliure durant el dia, comunicacions clàssiques a l'espai i experiments de física fonamental. Es presenta un escenari en què l'exercic de la QJPD sobrepassen el de detectors comercials.Finalment, s’hi discuteixen millores potencials. Es demostra que tecnologies atòmiques i òptiques existents poden ser aplicades per assolir diferents rangs de longitud d'ona, amples de banda més estrets, eficiència quàntica més alta i comptes foscos més baixos.
  

Data de lectura: 28/02/2025

• AGUDELO VALDERRAMA, VANESSA: Integración de la relación salud humana y cambio climático en el marco de la resiliencia urbana. Propuesta metodológica de evaluación y operacionalización en un contexto Latinoamericano
  
  Autor/a: AGUDELO VALDERRAMA, VANESSA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: SOSTENIBILITAT
  Departament: Institut Universitari de Recerca en Ciència i Tecnologies de la Sostenibilitat (IS.UPC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 22/11/2024
  Data de lectura: 28/02/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Aula Assignada: C1002
  Director/a de tesi: MORATO FARRERAS, JORDI
  Resum de tesi: El present estudi aborda la relació entre canvi climàtic i salut humana en el marc de la resiliència urbana sota un context llatinoamericà. El qual va buscar enfortir els components climàtics i de salut mitjançant l'harmonització i integració conceptual, així com la identificació d'indicadors dins dels models de mesurament de resiliència urbana. És així com es presenta la primera proposta d'un model de mesurament de l'índex de resiliència urbana adaptat a ciutats llatinoamericanes, abordant específicament la relació entre canvi climàtic i salut. Aquest model es va validar i operacionalizó mitjançant un estudi de cas en dues comunitats vulnerables en àrees de transició urbà-rural a Santiago de Cali, Colòmbia.L'enfocament va incloure l'estimació de cinc indicadors relacionats amb salut, desastres naturals i variabilitat climàtica, socioeconòmics, governança i satisfacció, on la resiliència presenta una relació negativa respecte a la vulnerabilitat. Donada la limitació en el monitoratge i sistematització d'informació en ciutats llatinoamericanes, es va recopilar gran part de les dades a través d'entrevistes estructurades. Els resultats van revelar patrons característics de comunitats llatines altament vulnerables, com l'alt grau d'autogestió per a resoldre problemes i millorar la qualitat de vida. Aquestes troballes proporcionen elements per a inferir i prioritzar comunitats amb un fort sentit de pertinença, permetent la implementació efectiva de mesures d'adaptació i mitigació al canvi climàtic, donada l'alta probabilitat d'apropiació i continuïtat per part d'aquestes.
  

Data de lectura: 03/03/2025

• COLLANTES VELIZ, RUBEN DARIO: DESARROLLO DE UN SISTEMA DE APOYO A LA TOMA DE DECISIÓN PARA LA EVALUACIÓN CUANTITATIVA DE LOS EQUIPOS DE APLICACIÓN DE PRODUCTOS FITOSANITARIOS EN FUNCIÓN DEL RIESGO MEDIOAMBIENTAL
  
  Autor/a: COLLANTES VELIZ, RUBEN DARIO
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: TECNOLOGIA AGROALIMENTÀRIA I BIOTECNOLOGIA
  Departament: Departament d'Enginyeria Agroalimentària i Biotecnologia (DEAB)
  Modalitat: Conveni Cotutela
  Data de dipòsit: 24/01/2025
  Data de lectura: 03/03/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Sala de Graus de l'Escola d'Enginyeria Agroalimentària i de Biosistemes de Barcelona, Campus del Baix Llobregat de la UPC, edifici D4, Castelldefels i telemàticament a meet.google.com/uvg-zcst-gib
  Director/a de tesi:
  Resum de tesi: Des de l'aprovació de la Directiva de Màquines 2009/127/CE i laimplementació del Nou Reglament de Màquines (UE) 2023/1230 obligatori a partir del 2027, els fabricants de polvoritzadors agrícoles estan obligats agarantir que els seus equips siguin tecnològicament adequats i aptes per a un ús sostenible. La tecnologia és un recurs fonamental que pot contribuirsignificativament a l'augment de la producció agrícola, i permetre l'ús segur i sostenible dels productes fitosanitaris, protegint la salut humana i el mediambient. Les màquines d'aplicació de productes fitosanitaris exerceixen un paper crucial en el sector agrícoles. No obstant això, malgrat la tecnologiadisponible, molts equips encara no compleixen amb els estàndards de disseny exigits per les normatives. A més, els fabricants sovint troben dificultats pera accedir aquestes normatives, la qual cosa afecta el procés de producció. En altres casos, la realització dels assajos necessaris per a certificar laconformitat als seus equips presenta desafiaments addicionals. En aquest context, l'objectiu del present treball va ser desenvolupar un Sistema deSuport a la Presa de decisió per a la quantificació i classificació dels equips d'aplicació de productes fitosanitaris, basant-se en el risc de contaminació iel grau de compliment de la normativa europea. Aquest sistema considera els criteris tècnics establerts en les normes ISO 16119 i ISO 16122 per a avaluari classificar els equips d'aplicació. A més, es busca promoure aquest suport als països d'Amèrica Llatina, on encara no existeix la plena obligatorietat pera realitzar la inspecció de les màquines d'aplicació. Ni de dissenyar-les o fabricar-les amb un enfocament en la protecció de la salut humana i el mediambient. El sistema va ser validat en polvoritzadors de barra i atomitzadors fabricats a Espanya, el Brasil i el Perú, obtenint resultats que indiquen àreesespecífiques de millora, principalment en els sistemes de neteja i en la informació proporcionada en el manual d'instruccions. Aquest sistema pot seruna eina útil per als fabricants, ajudant-los a optimitzar els seus productes i garantint la protecció dels cultius, així com del medi ambient i la saluthumana.
  

Data de lectura: 04/03/2025

• NARAYANAN, SUBIN: Access Mechanisms for Massive Internet of Things in 5G and Beyond Networks
  
  Autor/a: NARAYANAN, SUBIN
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS
  Departament: Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions (TSC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 03/12/2024
  Data de lectura: 04/03/2025
  Hora de lectura: 09:00
  Lloc de lectura: Aula C4-021B, EETAC, Castelldefels, Barcelona
  Director/a de tesi: MERAKOS, LAZAROS | PASSAS, NIKOLAOS
  Tribunal:
       PRESIDENT: TRIANTAFYLLOPOULOU, DIONYSIA
       SECRETARI: RUIZ BOQUE, SILVIA
       VOCAL: LIOTOU, EIRINI
  Resum de tesi: L'Internet de les Coses Massiu (MIoT) descriu un escenari de comunicació en què molts dispositius amb bateria realitzen transmissions de dades petites, poc freqüents i principalment orientades a l'enviament. La connectivitat i gestió d'un gran nombre d'aquests dispositius plantegen reptes, i aquesta tesi busca resoldre els problemes relacionats amb el mecanisme d'accés inicial del MIoT en el context de les xarxes 5G i més enllà. La tesi comença amb una anàlisi exhaustiva de les tecnologies de l'espectre llicenciat i no llicenciat per al MIoT i explora diferents bancs de proves i simuladors per a l'anàlisi. En la fase inicial, ens centrem en les tecnologies estandarditzades de MIoT, amb èmfasi especial en el Narrow-Band Internet of Things (NB-IoT) com a component essencial per donar suport al MIoT en xarxes 5G. Analitzem el rendiment del procediment d'accés NB-IoT sota diverses densitats de xarxa i paràmetres de configuració. Els resultats condueixen a un mecanisme d'accés adaptatiu que ajusta els paràmetres d'accés segons la densitat de xarxa anticipada, millorant el rendiment del procediment.En etapes posteriors, analitzem qualitativament solucions de retransmissió basades en xarxa i en dispositius d'usuari (UE) per a aplicacions IoT, ja que donar suport efectiu a l'IoT requereix servei cel·lular en àrees de cobertura profunda. La retransmissió és una opció prometedora per a ampliar la cobertura i satisfer els requisits de bateria dels dispositius IoT. Tot i que han sorgit diverses arquitectures de retransmissió en la investigació i estandardització, encara no queda clar quina és la millor per a aplicacions IoT. Per tant, examinem les arquitectures de retransmissió i avaluem la idoneïtat de les solucions basades en UE i xarxa per a aplicacions IoT. Analitzem les solucions de retransmissió pel que fa a l'establiment de connexions, arquitectura de protocols i assignació de recursos. Els nostres resultats suggereixen que, encara que la solució de retransmissió basada en xarxa de capa-2 estandarditzada (p. ex., xarxes d'accés integrades i de retrocés) pot ser millor per gestionar molts dispositius de baixa complexitat i consum d'energia baix amb una millor gestió de la interferència, qualsevol optimització per donar suport al tràfic IoT impactarà directament les xarxes existents, com la introducció de nous senyals de control a través de la interfície Uu. En canvi, la solució de retransmissió basada en UE de capa-3 es pot optimitzar per gestionar la retransmissió massiva de l'IoT amb un impacte mínim a les xarxes existents, ja que les optimitzacions es poden fer a la interfície PC-5 amb poc efecte sobre la interfície Uu.A partir dels resultats de l’estudi qualitatiu de l’arquitectura de retransmissió, analitzem la idoneïtat de la retransmissió de capa-3 a través de la interfície NR-PC5 per donar suport a aplicacions d’IoT massiu. En particular, estudiem el mecanisme d'establiment de connexions unicast sobre la interfície NR PC5 en un escenari de cobertura parcial. A més, es proposa i analitza un conjunt d'optimitzacions del procediment NR-PC5 per donar suport efectiu a aplicacions de MIoT. Els resultats d’avaluació del rendiment, presentats en termes de probabilitat d'èxit de dades, consum d'energia dels dispositius i sobrecàrrega de senyalització, quantifiquen com la interfície NR-PC5 pot donar suport als requisits de l'IoT en l'era 5G i més enllà. La proposta de transmissió de dades petites mitjançant l'enllaç lateral i accés a nivell de trama ofereix el major guany global i pot reduir el consum d'energia del dispositiu en un 68% de mitjana i la sobrecàrrega de senyalització en un 15%, mantenint una probabilitat d'èxit de dades superior al 90% en un escenari de trànsit IoT definit per les Telecomunicacions Mòbils Internacionals (IMT) -2020.