Tribunal:
     PRESIDENT NO PRESENCIAL: MARTIN STALLMANN, MATTIHIAS FRIEDEMANN
     SECRETARI: SERNA IGLESIAS, MARIA JOSE
     VOCAL: LEVY DIAZ, JORGE
Resumen de tesis: Una aproximación exitosa para representar la estructura sintáctica de las frases en Lingüística Computacional, basada en la teoría desarrollada por Tesnière, es la de un árbol de dependencias sintácticas. Parejas de vértices de palabras relacionadas sintácticamente se unen por una arista que lleva una etiqueta que indica el tipo de relación sintáctica. Cuando abstraemos las palabras y las relaciones sintácticas, eliminando las etiquetas de los vértices y las etiquetas de las aristas que indican el tipo de relación sintáctica, obtenemos lo que se conoce como un árbol linearizado. Un árbol linearizado es simplemente un árbol con raíz cuyos vértices se han distribuido en una ordenación lineal. Y una ordenación lineal de los vértices de un grafo es una permutación de los vértices del grafo, la cual se puede representar dibujando los vértices en una línea horizontal y las aristas como semicírculos por encima de ella.Existen muchos problemas computacionales que involucran ordenaciones lineales de grafos. Ejemplos notables son aquellos que buscan una ordenación que optimice la suma de las longitudes de las aristas, donde la longitud de una arista se define como el valor absoluto de la diferencia de las posiciones de los extremos de la arista en la ordenación. El problema que minimiza esta suma es conocido como el problema de la Ordenación Lineal mínima (minLA). Cuando se maximiza la suma de las longitudes de las aristas, el problema se conoce como el problema de la Ordenación Lineal Máxima (MaxLA). En un intento de proporcionar una teoría del orden de las palabras, los investigadores en lenguaje humano han propuesto el conocido principio de minimización de la Distancia de Dependencias después de observar y proporcionar evidencia a gran escala de la tendencia de las lenguas a minimizar la suma total de las longitudes de las aristas en los árboles de dependencias sintácticas de sus frases. A fin de proporcionar una teoría exhaustiva del orden de las palabras, algunos investigadores en lenguaje también han argumentado que MaxLA se manifiesta en las lenguas en subestructuras de los árboles de dependencias sintácticas isomorfas en un grafo estrella.Se sabe que tanto minLA como MaxLA son NP-Difíciles en grafos generales, y sólo se conocen algoritmos polinómicos para árboles en minLA. En esta tesis, aportamos algoritmos óptimos para resolver diversas variantes restringidas tanto de minLA como de MaxLA. Estudiamos estos dos problemas para grafos bipartitos bajo la restricción de que los vértices deben ser dispuestos en dos intervalos disjuntos según la partición de vértices a los que pertenecen (ordenaciones bipartitas). También los estudiamos para árboles libres bajo la restricción de que las aristas no puedan cruzarse en la ordenación (ordenaciones planares), y para árboles arraigados bajo la restricción que la ordenación es planar y la raíz no está cubierta (ordenaciones proyectivas). En esta tesis se estudia también la formulación no restringida de MaxLA para árboles libres. Nuestros esfuerzos han producido soluciones en tiempo polinómico para árboles k-lineales (0 <= k <= 2) y un algoritmo de aproximación 3/2. Además, proveemos fórmulas y algoritmos para calcular el valor esperado del coste de una ordenación bipartita aleatorio uniforme de grafos bipartitos, y de ordenaciones planares y proyectivas de árboles (también aleatorios uniformes), basándonos en nuevos conocimientos sobre cómo generar estas ordenaciones uniformemente al azar. Todos estos algoritmos, y otros también, se han empaquetado en la Librería de Ordenaciones Lineales (LAL), con licencia GNU Affero GPL.

Tribunal:
     PRESIDENT: CHOVER, MIGUEL
     SECRETARI: ARGUDO MEDRANO, OSCAR
     VOCAL: BOSCH GELI, CARLES
Resumen de tesis: Este trabajo explora técnicas de modelado de terrenos que proporcionan una experiencia integral en términos de representación gráfica, interacción física y actualización dinámica en tiempo real. En particular, nuestro enfoque gira en torno a la creación de un sistema capaz de: 1) capturar cualquier característica posible que encontremos en los terrenos, 2) mantener un preciso nivel de detalle, 3) ofrecer un renderizado y navegación en tiempo real, 4) incluir la opción de realizar actualizaciones dinámicas en tiempo real, y 5) soportar interacciones físicas de entidades también en tiempo real.Una vez revisados los modelos previos existentes del estado del arte, se proponen dos modelos que toman un modelo digital de elevación como estructura base. El primero sigue una estrategia en la que imitamos los eventos geotectónicos que encontramos en la naturaleza. El segundo utiliza un enfoque de esculpido con poliedros convexos como herramienta de tallado. Con este fin, se presentan varios trabajos.Mientras que la primera opción introduce algunas ganancias con limitaciones, la segunda opción es una propuesta que cumple con los cinco requisitos requeridos. Por un lado, puede modelar túneles, cuevas y salientes, y las características del terreno pueden ser capturadas con precisión a nivel de píxel. Por otro lado, no es demandante en cuanto a requisitos de procesamiento y almacenamiento y ofrece escalabilidad. Finalmente, el renderizado, la interación física y las actualizaciones dinámicas pueden realizarse en tiempo real.Como resultado, este trabajo representa una contribución significativa, ofreciendo una solución integral capaz de abordar los aspectos más desafiantes del modelado de terrenos dinámicos. Nuestro enfoque introduce un modelo de terreno novedoso que comprende diversas estructuras de datos y una suite de algoritmos diseñados para capturar una amplia gama de formaciones de terreno con precisión. Una escena compuesta por decenas de millones de triángulos puede ser continuamente actualizada hasta el punto de simular un terreno completamente devastado, renderizado y sometido a cálculos de física en tiempo real que involucran decenas de miles de entidades físicas. El modelo propuesto tiene un gran potencial para aplicaciones de gráficos por computadora, particularmente en escenarios como simuladores y juegos, donde los paisajes dinámicos juegan un papel primordial.

Tribunal:
     PRESIDENT: RUIZ CORTÉS, ANTONIO
     SECRETARI: MARTÍNEZ FERNÁNDEZ, SILVERIO JUAN
     VOCAL: PAUTASSO, CESARE
Resumen de tesis: 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
Resumen de tesis: La rápida evolución de las tecnologías computacionales y los algoritmos de procesamiento de datos ha llevado a un aumento sin precedentes en la generación de datos en diversos campos, incluyendo la economía, las ciencias sociales, la medicina y, particularmente, en el ámbito de los datos biológicos, que es el enfoque de esta tesis. Este aumento requiere el desarrollo de métodos innovadores para el análisis y la visualización de datos, especialmente en entornos inmersivos como la Realidad Virtual (VR), la Realidad Aumentada (AR) y la Realidad Mixta (MR). Estas tecnologías ofrecen oportunidades únicas para la exploración interactiva de conjuntos de datos complejos que presentan grandes desafíos. Por ejemplo, la representación precisa de datos científicos, especialmente aquellos como las estructuras moleculares con componentes tridimensionales (3D) que crean escenas complejas con elevado numero de componentes y oclusion, se mejora con estas herramientas que preservan las relaciones espaciales y proporcionan representaciones contextuales, ayudando así en la comprensión de estas estructuras en un entorno 3D.Esta tesis tiene como objetivo abordar los desafíos asociados con la visualización y la interacción con modelos moleculares complejos. La investigación se centra en dos áreas principales: mejorar la percepción de las visualizaciones de datos 2D en entornos inmersivos y desarrollar técnicas avanzadas de interacción para datos moleculares 3D. Específicamente, la tesis investiga estrategias de diseño efectivas para gráficos 2D como los diagramas de violín y los heatmaps, e introduce métodos novedosos para la selección y manipulación precisa de estructuras moleculares, con un énfasis particular en modelos de ADN y proteínas. Al aprovechar la analítica inmersiva, esta investigación demuestra capacidades mejoradas de comprensión y de toma de decisiones a través del uso de herramientas de exploración de datos más interactivas e inmersivas.Los objetivos clave incluyen recomendaciones para el diseño de gráficos 2D efectivos dentro de entornos 3D, el desarrollo de técnicas avanzadas de interacción para escenas complejas con estructuras proteicas en VR, y una aplicación prototipo para la visualización 3D de modelos de cromatina. Estos avances mejoran nuestra capacidad para analizar e interpretar datos biológicos complejos, allanando el camino para una investigación y descubrimiento científico más efectivo.En conclusión, esta tesis proporciona conocimientos significativos sobre la integración de técnicas de visualización de datos e interacción dentro de entornos inmersivos, ofreciendo una base para futuras investigaciones y aplicaciones en diversos dominios científicos.

Tribunal:
     PRESIDENT: ROMERO SALGUERO, JOSE RAUL
     SECRETARI: MARTÍNEZ FERNÁNDEZ, SILVERIO JUAN
     VOCAL: FERRARI, ALESSIO
Resumen de tesis: La ingeniería de requisitos (RE) es fundamental para el desarrollo exitoso de software, especialmente en proyectos modernos a gran escala. La gestión eficiente de artefactos basados en texto es clave para la correcta obtención, refinamiento y validación de los requisitos. A pesar de la tendencia industrial hacia la adopción de métodos de procesamiento de lenguaje natural (NLP), persisten desafíos en cuanto a su adopción, fiabilidad, escalabilidad y reutilización. Además, la aparición de grandes modelos de lenguaje (LLMs) ha sentado las bases para futuras investigaciones en análisis automatizado de documentos en el campo de la RE.Esta tesis explora la integración de métodos y herramientas de NLP para automatizar y mejorar las tareas de RE (NLP4RE) en tres áreas orientadas a documentos: trazabilidad de requisitos, análisis de requisitos para la recuperación de información y recopilación de retroalimentación de requisitos. Para la trazabilidad de requisitos, se proponen y evalúan métodos para la detección de dependencias y duplicados en documentos de requisitos basados en texto. En el análisis de requisitos, se desarrolla un enfoque basado en grafos de conocimiento para crear repositorios adaptativos y colaborativos de documentos relacionados con RE. Para la recopilación de retroalimentación de requisitos, se presentan y evalúan técnicas para la extracción de características de reseñas de usuarios y el análisis de dicha retroalimentación.Esta investigación se enmarca en el contexto de múltiples casos de estudio y estudios de muestra validados empíricamente, demostrando su efectividad en escenarios del mundo real. Las contribuciones presentadas en esta tesis implican avances en la optimización de las tareas de RE y la mejora en la precisión, eficiencia y adopción de herramientas y métodos NLP4RE. En última instancia, esta tesis tiene como objetivo proporcionar nuevas perspectivas, metodologías y contribuciones técnicas al campo de NLP4RE.

Tribunal:
     PRESIDENT: OELTZE-JAFRA, STEFFEN
     SECRETARI: VINACUA PLA, ALVARO
     VOCAL: BOADA OLIVERAS, IMMACULADA
Resumen de tesis: El estudio del volumen colónico es especialmente relevante para la gastroenterología y contribuye al diagnóstico y a la investigaciónde enfermedades de carácter leve como pueden ser el estreñimiento, la diarrea o el síndrome del colon irritable. En el contexto dedichas afectaciones, el uso de técnicas invasivas o ionizantes no está suficientemente justificado y los equipos médicos hanoptado por el uso de imágenes por resonancia magnética (MRI) adquiridas sin contraste ni ninguna otra forma de preparación,evitando así la alteración del estado natural del colon.Existen dos modalidades de MRI de especial interés para este propósito: T2-weighted half-Fourier acquisition single-shotturbo spin echo sequence (T2-HASTE), que permite la segmentación del lumen del colon, y la secuencia T1-weighted Fat-Sat (T1-FS), en la que se pueden distinguir el contenido fecal y el gas intestinal.El análisis del colon requiere la segmentación completa en ambas modalidades, T1-FS y T2-HASTE, lo que conlleva un procesomanual sumamente lento y laborioso. Adicionalmente, la segmentación manual lleva sujeta un alto grado de incertidumbrealrededor de los contornos del colon, que se traduce en arbitrariedad y un bajo nivel de repetitividad de las mediciones.Esta tesis propone un sistema automatizado extremo a extremo, que incluye todos los pasos necesarios para conseguir unasegmentación de colon precisa en imágenes T2-HASTE y T1-FS, permitiendo el estudio de la morfología y la distribución de loscontenidos colónicos. Para facilitar la validación de los resultados de la segmentación automática, se ha desarrollado unaherramienta para la visualización sincronizada de ambas modalidades T1-FS/T2-HASTE.La segmentación de imágenes T2-HASTE es un proceso constituido por tres fases. En la primera, se utiliza un filtro de tubularidadespecializado para detectar áreas candidatas. Los médicos marcan unos puntos de referencia a lo largo del colon, que encombinación con la información de tubularidad permiten calcular una estimación de la línea medial del colon. En una segunda fase,se determina la región de interés mediante algoritmos diseñados para detectar regiones circundantes al colon y la capsula de grasaque hospeda los órganos abdominales. Finalmente, una vez establecido un espacio de búsqueda más reducido, se procede a lasegmentación basada el algoritmo 3D graph-cuts usando una estrategia multi-escala a tres niveles.La segmentación de imágenes T1-FS se fundamenta en un registro no-rígido de la modalidad T2-HASTE hacia T1-FS. Latransformación espacial obtenida en el registro se utiliza para trasladar la segmentación del colon de T2-HASTE hacia el espacioT1-FS. Un nuevo proceso iterativo de registro del colon corrige los desajustes del registro inicial mediante una estrategia dedeformación de mallas guiada por un modelo probabilístico. El modelo proporciona información sobre la presencia de contenidofecal, gas colónico y grasa circundante. En cada iteración se alterna una fase de deformación con una fase de preservación degeometría para compensar la falta de información de contorno que caracteriza algunas regiones del colon, especialmente aquellasque contienen gas. Este proceso converge en un ajuste óptimo de la segmentación a la imagen T1-FS.Los experimentos han demostrado la precisión y usabilidad de los algoritmos diseñados, que han contribuido a la integración delanálisis basado en imágenes de resonancia magnética a la rutina clínica. Los resultados implican un avance substancial hacia lasegmentación totalmente automática, acelerando la adquisición de nuevos datos para la investigación y los diagnósticos clínicos,mejorando a su vez la repetitividad de los experimentos.

Tribunal:
     PRESIDENT: ROMERO MORAL, OSCAR
     SECRETARI: QUERALT CALAFAT, ANNA
     VOCAL: RUIZ CORTÉS, ANTONIO
     VOCAL: DUSTDAR, SCHAHRAM
     VOCAL: MECELLA, MASSIMO
Resumen de tesis: El Internet de las cosas (IoT) es un nuevo y potente paradigma que tiene el potencial de transformar la forma en que vivimos, trabajamos e interactuamos con nuestro entorno. Los dispositivos IoT están equipados con sensores, software y la capacidad de comunicar mediciones sobre entidades del mundo a otros dispositivos y sistemas a través de Internet. Estos, se utilizan para comprender el mundo que nos rodea y para automatizar tareas.El IoT se encuentra en sus primeras etapas, aunque ya ha mostrado un gran potencial. Los dispositivos IoT se utilizan para monitorizar nuestra salud, gestionar nuestros hogares e infraestructuras físicas, entre otros. A medida que el IoT continúe desarrollándose, esperamos ver aplicaciones aún más innovadoras, pues tiene el potencial de revolucionar la forma en que vivimos y trabajamos y de hacer nuestro mundo más inteligente y conectado.Una de las principales características del IoT es la capacidad para recopilar y procesar datos de diferentes fuentes, convertirlos en conocimiento y utilizarlos para evitar situaciones no deseadas, accidentes o averías. Para que sea práctica y útil, la monitorización debe ser automática y relativa a la estructura ontológica de la información procesada.La falta de interoperabilidad de los dispositivos IoT es un problema importante. En algunos casos, la comunicación de mensajes entre dispositivos es trivial, ya que estos pueden estar conectados al mismo ecosistema y acordar un formato de comunicación. En otros, como cuando los dispositivos tienen que comunicar información a entornos externos, cada fabricante define su propio formato de datos, incluso para comunicar conceptos similares. Esta heterogeneidad dificulta la integración de dispositivos de diferentes fabricantes y limita su potencial. Por tanto, surge una pregunta central: "¿Cómo podemos mejorar la interoperabilidad de los dispositivos IoT que monitorizan y actuan en el mundo?".Para abordar la heterogeneidad de datos, esta tesis propone una ontología, una interpretación abstracta de los conceptos y datos del dominio. Esta sirve de base para mejorar la interoperabilidad entre los dispositivos IoT proporcionando un marco común para la comprensión y el intercambio de datos entre sistemas diversos. La propuesta incluye una amplia gama de elementos del IoT: sensores, actuadores y entidades u objetos del mundo. Los sensores recopilan datos del entorno, los actuadores modifican el estado del mundo y las entidades modelan los objetos que se monitorizan. La ontología también incluye reglas de contextualización que permiten definir condiciones en función de los datos del sensor y las acciones del actuador. Estas, permiten al sistema automatizar la monitorización, la recopilación de contexto y dar respuestas adecuadas a partir de datos en tiempo real. Así, se genera una amplia gama de posibilidades, donde se pueden especificar diferentes elementos de diversos dominios en función del caso de uso elegido por el implementador.En este sentido, proponemos un entorno de trabajo basado en la nube, una plataforma desarrollada utilizando una arquitectura de microservicios que permite a los operadores manipular toda la información del sistema. Allí se recopilan los datos en tiempo real para automatizar la monitorización, obtener contexto situacional y dar respuestas adecuadas.

Tribunal:
     PRESIDENT: ARGELAGUET SANZ, FERNANDO
     SECRETARI: SUSIN SANCHEZ, ANTONIO
     VOCAL: MALPICA MALLO, SANDRA
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.