Tribunal:
     PRESIDENT NO PRESENCIAL: MARTIN STALLMANN, MATTIHIAS FRIEDEMANN
     SECRETARI: SERNA IGLESIAS, MARIA JOSE
     VOCAL: LEVY DIAZ, JORGE
Resum de tesi: Una aproximació exitosa per representar l'estructura sintàctica de les frases en Lingüística Computacional, basada en la teoria desenvolupada per Tesnière, és la d'un arbre de dependències sintàctiques. Parelles de vèrtexs de paraules relacionades sintàcticament s'uneixen per una aresta que porta una etiqueta que indica el tipus de relació sintàctica. Quan abstraiem les paraules i les relacions sintàctiques, eliminant les etiquetes dels vèrtexs i les etiquetes de les arestes que indiquen el tipus de relació sintàctica, obtenim el que es coneix com un arbre linearitzat. Un arbre linearitzat és simplement un arbre arrelat juntament amb un arranjament lineal. I un arranjament lineal d'un graf és una permutació dels vèrtexs del graf, el qual es pot representar dibuixant els vèrtexs en una línia horitzontal i les arestes com a semicercles per sobre d'ella.Hi ha molts problemes computacionals que involucren arranjaments lineals de grafs. Exemples notables són aquells que busquen una disposició que optimitzi la suma de les longituds de les arestes, on la longitud d'una aresta es defineix com el valor absolut de la diferència de les posicions dels extrems de l'aresta en l'arranjament. El problema que minimitza aquesta suma és conegut com el problema de l'Arranjament Lineal mínim (minLA). Quan es maximitza la suma de les longituds de les arestes, el problema es coneix com el problema de l'Arranjament Lineal Màxim (MaxLA). En un intent de proporcionar una teoria de l'ordre de les paraules, els investigadors en llenguatge humà han proposat el conegut principi de minimització de la Distància de Dependències després d'observar i proporcionar evidència a gran escala de la tendència de les llengües a minimitzar la suma total de les longituds de les arestes en els arbres de dependències sintàctiques de les seves frases. Per tal de proporcionar una teoria exhaustiva de l'ordre de les paraules, alguns investigadors en llenguatge també han argumentat que MaxLA es manifesta en les llengües en subestructures dels arbres de dependències sintàctiques isomorfes a un graf estrella.Se sap que tant minLA com MaxLA són NP-Difícils en grafs generals, i només es coneixen algorismes polinòmics per arbres en minLA. En aquesta tesi, aportem algorismes òptims per resoldre diverses variants restringides tant de minLA com de MaxLA. Estudiem aquests dos problemes per a grafs bipartits sota la restricció que els vèrtexs han de ser disposats en dos intervals disjunts segons la partició de vèrtexs a què pertanyen (arranjaments bipartits). També els estudiem per a arbres lliures sota la restricció que les arestes no puguin creuar-se en l'arranjament (arranjaments planars), i per a arbres arrelats sota la restricció que l'arranjament és planar i la arrel no està coberta (arranjaments projectius). En aquesta tesi també s'estudia la formulació no restringida de MaxLA per a arbres lliures. Els nostres esforços han produït solucions en temps polinòmic per a arbres k-lineals (0<= k <= 2) i un algorisme d'aproximació 3/2. A més, proveïm fórmules i algorismes per calcular el valor esperat del cost d'un arranjament bipartit aleatori uniforme de grafs bipartits, i d'arranjaments planars i projectius d'arbres (també aleatoris uniformes), basant-nos en nous coneixements sobre com generar aquests arranjaments uniformement a l'atzar. Tots aquests algorismes, i d'altres també, s'han empaquetat dins la Llibreria d'Arranjaments Lineals (LAL), amb llicència GNU Affero GPL.

Tribunal:
     PRESIDENT: CHOVER, MIGUEL
     SECRETARI: ARGUDO MEDRANO, OSCAR
     VOCAL: BOSCH GELI, CARLES
Resum de tesi: Aquest treball explora tècniques de modelatge de terrenys que proporcionen una experiència integral en termes de representació gràfica, interacció física i actualització dinàmica en temps real. En particular, el nostre focus gira entorn a la creació d'un sistema capaç de: 1) capturar qualsevol característica possible que trobem en els terrenys, 2) mantenir un precís nivell de detall, 3) oferir renderització i navegació en temps real, 4) incloure l'opció de realitzar actualitzacions dinàmiques en temps real, i 5) suportar interaccions físiques d'entitats també en temps real.Un cop revisats els models anteriors existents a l'estat de l'art, es proposen dos models que prenen un model digital d'elevació com a estructura base. El primer segueix una estratègia en la qual mimetitzem els esdeveniments geotectònics que trobem a la natura. El segon utilitza un enfocament d'escultura amb poliedres convexos com a eina de tall. Amb aquesta finalitat, es presenten diversos treballs.Mentre que la primera opció introdueix alguns avantatges amb limitacions, la segona opció és una proposta que compleix amb els cinc requisits requerits. D'una banda, pot modelar túnels, coves i voladissos, i les característiques del terreny es poden capturar amb una precisió a nivell de píxel. D'altra banda, no és demandant pel que fa a requisits de processament i emmagatzematge i ofereix escalabilitat. Finalment, la renderització, la interacció física i les actualitzacions dinàmiques es poden realitzar en temps real.Com a resultat, aquest treball representa una contribució significativa, oferint una solució integral capaç d'abordar els aspectes més desafiants del modelatge de terrenys dinàmics. El nostre enfocament introdueix un nou model de terreny que compren diverses estructures de dades i una sèrie d'algoritmes dissenyats per capturar una àmplia gamma de formacions de terreny amb precisió. Una escena composta per desenes de milions de triangles pot ser actualitzada contínuament fins al punt de simular un terreny completament devastat, renderitzat i sotmès a càlculs de física en temps real que involucren desenes de milers d'entitats físiques. El model proposat té un gran potencial per a aplicacions de gràfics per ordinador, particularment en escenaris com simuladors i jocs, on els paisatges dinàmics juguen un paper primordial.

Tribunal:
     PRESIDENT: RUIZ CORTÉS, ANTONIO
     SECRETARI: MARTÍNEZ FERNÁNDEZ, SILVERIO JUAN
     VOCAL: PAUTASSO, CESARE
Resum de tesi: En les últimes dues dècades, l'ús d'Aplicacions de Programació d'Interfícies (APIs) web ha crescut exponencialment, oferint nombroses avantatges i facilitats tant als consumidors (desenvolupadors de programari) com als proveïdors (empreses i institucions que exposen les seves dades o serveis organitzatius). Les APIs web permeten als desenvolupadors integrar fàcilment serveis o dades existents en les seves aplicacions, reduint el temps i el cost necessaris per construir nous programaris. Al mateix temps, al posar a disposició la seva API web, els proveïdors poden augmentar el nombre de clients de la seva marca o crear una nova font de guanys monetitzant la seva API web.Tot i que els consumidors esperen que les APIs web siguin estables i ben establertes, les APIs web són propenses a canvis contínues, evolucionant diverses vegades al llarg del seu cicle de vida. A mesura que l'ús de les APIs web continua creixent, la necessitat de fer-les evolucionar per satisfer les necessitats canviant dels consumidors esdevé més desafiadora. No obstant això, els consumidors no sempre acullen amb satisfacció l'evolució de les APIs web, ja que els canvis poden ser massa freqüents o no rellevants des del seu punt de vista. Aquesta descontentament esdevé encara més fort pel fet que les APIs web estan exposades a través d'Internet, el que significa que els consumidors poden ser obligats a actualitzar-se a noves versions de la API web (si els proveïdors decideixen discontinuar les antigues). Coneixent l'impacte que els canvis tenen en els consumidors, els proveïdors han de trobar un equilibri entre no imposar canvis inesperats i freqüents i proporcionar una API web actualitzada, mantenible i sense errors, que satisfaci les necessitats dels consumidors.L'objectiu d'aquest treball de recerca és desenvolupar un mètode semi-automàtic que permeti als proveïdors de web API prescriure canvis basats en el comportament dels seus consumidors, tal com es registra en els logs d'ús de la web API. Considerem que l'evolució de la web API ha de ser principalment basada en l'ús, és a dir, la manera com els consumidors utilitzen les web APIs ha de ser un dels principals impulsors dels canvis en la web API. Comencem amb l'exploració de l'evolució de la web API, veient el procés des dels punts de vista tant dels proveïdors com dels consumidors de la API. Identifiquem i classifiquem els canvis que sovint es produeixen en les web APIs, i investiguem com aquests canvis es reflecteixen en diversos artefactes. Analitzem diferents tipus de logs d'ús, concretament els logs de desenvolupament i producció, per entendre les necessitats dels consumidors basades en el seu comportament. Identificant les necessitats dels consumidors, podem prescriure canvis que s'haurien d'implementar en futures versions de la web API. El nostre enfocament permet als proveïdors prendre decisions informades basades en els patrons d'ús. Adoptant un enfocament basat en l'ús, els proveïdors poden garantir que les seves web APIs continuïn satisfent les necessitats en evolució dels seus consumidors.

Tribunal:
     PRESIDENT NO PRESENCIAL: PREIM, BERNHARD
     SECRETARI: VINACUA PLA, ALVARO
     VOCAL NO PRESENCIAL: GARRISON, LAURA
Resum de tesi: La ràpida evolució de les tecnologies computacionals i els algorismes de processament de dades ha portat a un augment sense precedents en la generació de dades en diversos camps, incloent-hi l'economia, les ciències socials, la medicina i, particularment, en l'àmbit de les dades biològiques, que és el focus d'aquesta tesi. Aquest augment requereix el desenvolupament de mètodes innovadors per a l'anàlisi i la visualització de dades, especialment en entorns immersius com la Realitat Virtual (VR), la Realitat Augmentada (AR) i la Realitat Mixta (MR). Aquestes tecnologies ofereixen oportunitats úniques per a l'exploració interactiva de conjunts de dades complexos que presenten grans desafiaments. Per exemple, la representació precisa de dades científiques, especialment aquelles com les estructures moleculars amb components tridimensionals (3D) que creen escenes complexes amb un elevat nombre de components i oclusió, es millora amb aquestes eines que preserven les relacions espacials i proporcionen representacions contextuals, ajudant així en la comprensió d'aquestes estructures en un entorn 3D.Aquesta tesi té com a objectiu abordar els desafiaments associats amb la visualització i la interacció amb models moleculars complexos. La investigació se centra en dues àrees principals: millorar la percepció de les visualitzacions de dades 2D en entorns immersius i desenvolupar tècniques avançades d'interacció per a dades moleculars 3D. Específicament, la tesi investiga estratègies de disseny efectives per a gràfics 2D com els diagrames de violí i els heatmaps, i introdueix mètodes nous per a la selecció i manipulació precisa d'estructures moleculars, amb un èmfasi particular en models d'ADN i proteïnes. En aprofitar l'analítica immersiva, aquesta investigació demostra capacitats millorades de comprensió i presa de decisions a través de l'ús d'eines d'exploració de dades més interactives i immersives.Els objectius clau inclouen recomanacions per al disseny de gràfics 2D efectius dins d'entorns 3D, el desenvolupament de tècniques avançades d'interacció per a escenes complexes amb estructures proteiques en VR, i una aplicació prototip per a la visualització 3D de models de cromatina. Aquests avenços milloren la nostra capacitat per analitzar i interpretar dades biològiques complexes, obrint el camí per a una investigació i descobriment científic més efectius.En conclusió, aquesta tesi proporciona coneixements significatius sobre la integració de tècniques de visualització de dades i interacció dins d'entorns immersius, oferint una base per a futures investigacions i aplicacions en diversos dominis científics.

Tribunal:
     PRESIDENT: ROMERO SALGUERO, JOSE RAUL
     SECRETARI: MARTÍNEZ FERNÁNDEZ, SILVERIO JUAN
     VOCAL: FERRARI, ALESSIO
Resum de tesi: L'enginyeria de requisits (RE) és fonamental per a l'èxit del desenvolupament de programari, especialment en projectes moderns i de gran escala. La gestió eficient dels documents de text generats durant aquesta fase és clau per a la correcta obtenció, refinament i validació dels requisits. Tot i la tendència industrial cap a l'adopció de mètodes de processament del llenguatge natural (NLP), encara persisteixen diversos reptes relacionats amb la seva presència, fiabilitat, escalabilitat i reutilització. A més, l'aparició de grans models de llenguatge (LLMs) ha establert les bases per a una recerca dedicada a l'anàlisi automàtica de documents en el camp de la RE.Aquesta tesi explora la integració de mètodes i eines de NLP per automatitzar i millorar les tasques de RE (NLP4RE) en tres àrees orientades a documents: traçabilitat de requisits, anàlisi i recuperació d'informació de requisits, i recollida de retroalimentació sobre els requisits. Per a la traçabilitat de requisits, es proposen i s'avaluen mètodes per a la detecció de dependències i duplicats en documents de requisits basats en text. En l'anàlisi de requisits, es proposa un desenvolupament basat en grafs de coneixement per crear repositoris adaptables de documents de proveïment participatiu relacionats amb la RE. Per a la recollida de retroalimentació, es presenten tècniques per extreure característiques i funcionalitats dels comentaris dels usuaris i analitzar-los.Aquesta investigació es basa en múltiples casos d'estudi validats empíricament, demostrant la seva efectivitat en escenaris del món real. Les contribucions presentades en aquesta tesi inclouen avenços en l'automatització de tasques de RE i la millora de l'exactitud, l'eficiència i l'adopció d'eines i mètodes en el camp de NLP4RE. En definitiva, aquesta tesi pretén oferir noves perspectives, metodologies i contribucions tècniques al camp de NLP4RE.

Tribunal:
     PRESIDENT: OELTZE-JAFRA, STEFFEN
     SECRETARI: VINACUA PLA, ALVARO
     VOCAL: BOADA OLIVERAS, IMMACULADA
Resum de tesi: L'estudi del volum colònic és especialment rellevant per a la gastroenterologia i contribueix al diagnòstic i la recerca de malalties de caràcter lleu com poden ser el restrenyiment, la diarrea o la síndrome del còlon irritable. En el context d'aquestes afectacions, l'ús de tècniques invasives o ionitzants no està prou justificat i els equips mèdics han optat per l'ús d'imatges per ressonància magnètica (MRI) adquirides sense contrast ni cap altra forma de preparació, evitant així l'alteració de l'estat natural del còlon. Existeixen dues modalitats de MRI d'especial interès per a aquest propòsit: T2-weighted half-Fourier acquisition single-shot turbo spin echo sequence (T2-HASTE), que permet la segmentació del lumen del còlon, i la seqüència T1-weighted Fat-Sat (T1-FS), en la que es pot distingir el contingut fecal i el gas intestinal.L'anàlisi del còlon requereix la segmentació completa a les dues modalitats, T1-FS i T2-HASTE, el que comporta un procés manual summament lent i laboriós. Addicionalment, la segmentació manual duu associada un alt grau d'incertesa al voltant dels contorns del còlon, que es tradueix en arbitrarietat i una baixa repetitividad dels mesuraments.Aquesta tesi proposa un sistema automatitzat extrem a extrem, que inclou tots els passos necessaris per a aconseguir una segmentació de còlon precisa en imatges T2-HASTE i T1-FS, permetent l'estudi de la morfologia i la distribució dels continguts colònics. Per a facilitar la validació dels resultats de la segmentació automàtica, s'ha desenvolupat una eina per a la visualització sincronitzada de totes dues modalitats T1-FS/T2-HASTE.La segmentació d'imatges T2-HASTE és un procés constituït per tres fases. En la primera, s'utilitza un filtre de tubularidad especialitzat per a detectar àrees candidates. Els metges marquen uns punts de referència al llarg del còlon, que en combinació amb la informació de tubularidad permeten calcular una estimació de la línia medial del còlon. En una segona fase, es determina la regió d'interès mitjançant algorismes dissenyats per a detectar regions circumdants al còlon i la capsula de greix que allotja els òrgans abdominals. Finalment, una vegada establert un espai de cerca més reduït, es procedeix a la segmentació basada en l'algorisme 3D graph-cuts usant una estratègia multi-escala a tres nivells.La segmentació d'imatges T1-FS es fonamenta en un registre no-rígid de la modalitat T2-HASTE cap a T1-FS. La transformació espacial obtinguda pel registre s'utilitza per traslladar la segmentació del còlon de T2-HASTE cap a l'espai T1-FS. Un nou procés iteratiu de registre del còlon corregeix els desajustaments del registre inicial mitjançant una estratègia de deformació de malles guiada per un model probabilístic. El model proporciona informació sobre la presència de femta, gas colònic i greixos circumdants. A cada iteració s'alterna una fase de deformació amb una fase de preservació de geometria per tal de compensar la falta d'informació de contorn que caracteritza algunes regions del còlon, especialment aquelles que contenen gas. Aquest procés convergeix en un ajust òptim de la segmentació a la imatge T1-FS.Els experiments han demostrat la precisió i usabilitat dels algorismes dissenyats, que han contribuït a la integració de l'anàlisi basada en imatges de ressonància magnètica a la rutina clínica. Els resultats impliquen un avanç substancial cap a la segmentació totalment automàtica, accelerant l'adquisició de noves dades per a la recerca i els diagnòstics clínics, millorant al seu torn la repetitividad dels experiments.

Tribunal:
     PRESIDENT: ROMERO MORAL, OSCAR
     SECRETARI: QUERALT CALAFAT, ANNA
     VOCAL: RUIZ CORTÉS, ANTONIO
     VOCAL: DUSTDAR, SCHAHRAM
     VOCAL: MECELLA, MASSIMO
Resum de tesi: La Internet de les coses (IoT) és un nou i potent paradigma que té el potencial de transformar la manera com vivim, treballem i interactuem amb el nostre entorn. Els dispositius IoT estan equipats amb sensors, programari i la capacitat de comunicar mesures sobre entitats del món a altres dispositius i sistemes a través d'Internet. Aquests, s'utilitzen per comprendre el món que ens envolta i per automatitzar tasques.L'IoT es troba en les seves primeres etapes, tot i que ja ha mostrat un gran potencial. Els dispositius IoT s'utilitzen per monitorar la nostra salut, gestionar les nostres llars i controlar infraestructures físiques, entre d'altres. A mesura que l'IoT continuï desenvolupant-se, esperem veure aplicacions encara més innovadores, ja que té el potencial de revolucionar la manera com vivim i treballem i de fer del nostre món un lloc més intel·ligent i connectat.La capacitat de l'IoT de recollir i processar dades de diferents fonts, convertir-les en coneixement i utilitzar-les per evitar situacions no desitjables, com ara accidents o avaries, és una de les seves principals característiques. Per ser pràctic i útil, aquest monitoratge ha de ser automàtic i relatiu amb l'estructura ontològica de la informació processada.La falta d'interoperabilitat dels dispositius IoT és un problema important. En alguns casos, la comunicació de missatges entre dispositius és trivial, ja que aquests poden estar connectats al mateix ecosistema i així acordar un format de comunicació. Però en altres, com quan els dispositius han de comunicar informació a entorns externs, cada fabricant defineix el seu propi format de dades, tot i estar comunicant conceptes similars. Aquesta heterogeneïtat dificulta la integració de dispositius de diferents fabricants i limita el potencial de l'IoT. Per tant, sorgeix una pregunta central: "Com podem millorar la interoperabilitat dels dispositius IoT que utilitzem per al monitoratge del món real?".Per abordar l'heterogeneïtat de dades, aquesta tesi proposa una ontologia, una representació comprensiva i abstracta dels conceptes i dades del domini. Aquesta serveix de base per millorar la interoperabilitat entre els dispositius IoT proporcionant un marc comú per a la comprensió i l'intercanvi de dades entre sistemes diversos. La proposta inclou una àmplia gamma d'elements de l'IoT: sensors, actuadors i entitats que representen objectes del món. Els sensors recopilen dades de l'entorn, els actuadors modifiquen l'estat del món i les entitats modelen els objectes físics que es monitoren. L'ontologia també inclou regles de contextualització que permeten definir condicions en funció de les dades del sensor i les accions de l'actuador. Aquestes regles permeten al sistema automatitzar el monitoratge, la recollida de context i donar respostes adequades a partir de dades en temps real. D'aquesta manera, es genera una àmplia gamma de possibilitats, on es poden especificar diferents elements de diversos dominis en funció del cas d'ús triat per l'implementador.En aquest sentit, proposem un entorn de treball basat en el núvol, una plataforma desenvolupada utilitzant una arquitectura de microserveis que permet als operadors manipular tota la informació del sistema. Allà es recopilen les dades en temps real per automatitzar el monitoratge, obtenir context situacional i donar respostes adequades.

Tribunal:
     PRESIDENT: ARGELAGUET SANZ, FERNANDO
     SECRETARI: SUSIN SANCHEZ, ANTONIO
     VOCAL: MALPICA MALLO, SANDRA
Resum de tesi: El ràpid desenvolupament dels sistemes de realitat virtual (RV) per a consumidors ha canviat la manera com els usuaris interactuen dins els entorns virtuals. Això obre oportunitats emocionants per a diversos dominis, com ara l'educació, les interaccions socials i els jocs. No obstant això, la tecnologia actual de RV sovint només proporciona el seguiment del cap i les mans, el que restringeix significativament el potencial per oferir una animació realista de cos complet i crear experiències immersives de RV. Això és especialment problemàtic per a activitats en RV que requereixen que els usuaris utilitzin tot el seu cos, com ara l'ergonomia, l'educació física, la rehabilitació i l'entrenament. A més de la limitació del que només hi hagi seguiment per a un conjunt escàs de parts del cos, el camp enfronta molts altres desafiaments significatius, incloent el requisit de rendiment en temps real, la falta de suficients conjunts de dades de moviment en RV, i els desafiaments sobre com avaluar aquestes tecnologies.Per tant, com a contribucions tècniques, aquesta tesi presenta dues innovadores solucions basades en dades per a l'animació d'avatars de cos complet en RV que només requereixen el seguiment d'un petit conjunt de parts del cos. El primer mètode descompon el procés d'animació en tres parts: orientació del cos, part inferior del cos i part superior, resolent-les mitjançant diferents mecanismes. Una petita xarxa neuronal s'utilitza per estimar la direcció del cos des del casc de realitat virtual (HMD) i els controladors. Després, es cerca una base de dades de moviments per a trobar el que millor coincideix amb el moviment de l'usuari, evitant animacions fixes de caminar. Solucionadors de cinemàtica inversa s'utilitzen per animar la part superior del cos i per refinar la postura final. El segon mètode utilitza un nou aprenentatge profund per reconstruir el moviment del cos complet a partir de les posicions i rotacions de sis dispositius de seguiment sense separar les diferents parts del cos. Un cop entrenat, el model pren dades en temps real dels dispositius de RV i produeix un avatar de cos complet animat amb precisió que l'usuari pot controlar com el seu cos físic. També hem capturat diversos conjunts de dades que presenten moviments d'interacció i locomoció més rellevants per a l'animació d'avatars de RV, que s'han fet públics.A més dels seus avenços tècnics, aquesta tesi també contribueix a una millor comprensió de les experiències dels usuaris en realitat virtual a través d'estudis amb usuaris. S'han realitzat dos estudis per avaluar l'impacte de la qualitat de l'animació i la retroalimentació de col·lisió en com els usuaris perceben i interactuen dins els entorns de RV. A través de mètriques objectives, avaluacions subjectives i entrevistes, s'ha identificat com millorar l'animació d'avatars i les interaccions virtuals. Les troballes inclouen que combinar el seguiment d'un petit conjunt de parts del cos amb cinemàtica inversa d'alta qualitat pot igualar als vestits de captura de moviment avançats per a certes tasques, però no és suficient per a tasques que requereixen postures precises. A més, els nostres estudis indiquen que aconseguir una interacció realista amb altres humans virtuals requereix no només mètodes d'animació avançats sinó també una retroalimentació de col·lisió creïble, com induir als participants a esperar que pugui ocórrer un xoc físic contra una persona real. En resum, aquesta recerca ha avançat l'estat de l'art en l'animació d'avatars de cos complet en RV i ha profunditzat la nostra comprensió de les millores potencials en aquest camp.