La producció moderna dels mitjans descansa de forma important sobre continguts generats per ordinador, tals com animacions 3D, i efectes visuals digitals. Aquests actius complexos poblen videojocs, pel•lícules, televisió, dispositius mòbils i internet, però crear-los encara és una feina complexa, que requereix molta intervenció humana, té un flux de treball complex i no estàndard, procliu als errors, i demana un esforç important. Aquesta tesi contribueix en dues àrees de contingut generat per ordinador: la investigació inicial es dirigeix a l’automatització de “rigging”, de l’expressió facial emocional i de moviments expressius, i de la generació semiautomàtica de “clips”; a la investigació més recent, basada en un treball extens amb la indústria, la tesi defineix un flux genèric de producció de mitjans generats per ordinador, inclosos processos de producció i un model de “pipeline”, i, a partir d’aquest flux, es mostren i es discuteixen unes aproximacions a l’automatització dels passos més crítics des d’una perspectiva tant industrial com acadèmica. En resum, la tesi contribueix amb un conjunt d’algorismes i eines “familiaritzats” amb el “pipeline”, que ajuden l’usuari en el procés de producció, és a dir, eines intel•ligents. / Modern media production heavily relies on computer generated content, such as 3D animations and digital visual effects. Those complex assets populate videogames, films, television, mobile devices and the Internet, but their creation is still a complex task requiring a lot of human intervention, and with non standard complex workflows, which are prone to errors, and demand more production effort. The thesis contributes in two main areas of computer generated content: the oldest research is geared towards the automation of rigging, of emotional facial expression and emotional movements; and towards semi-automated generation of clips; in the most recent research, based on extensive work with the industry, the thesis defines a generic computer generated media production workflow, including production processes and a sample pipeline, and starting from this workflow, approaches to automate the most critical steps are shown and discussed with both scientific and industry eyes. In summary, this thesis contributes with a series of algorithms and tools that are “aware” of the pipeline, and assist the user in the production process, thus: intelligent tools. / La producción moderna de los medios descansa de forma importante en contenidos generados por ordenador, tales como animaciones 3D, y efectos visuales digitales. Estos activos complejos pueblan los videojuegos, películas, televisión, dispositivos móviles e internet, pero crearlos es aún una faena compleja, que demanda mucha intervención humana, implica un flujo de trabajo complejo no estándar, proclive a errores, y exige un esfuerzo importante. Esta tesi contribuye en dos áreas de contenido generado mediante ordenador: la investigación inicial se dirige a la automatización del “rigging”, de la expresión facial emocional i de movimientos expresivos, i de la generación semiautomática de “clips”; en la investigación más reciente, basada en un trabajo extenso en la industria, la tesis define un flujo genérico de producción de medios generados mediante ordenador, incluyendo procesos de producción y un modelo de “pipeline”, y, a partir de este flujo, se muestran y discuten unas aproximaciones a la automatización de los pasos más críticos desde una perspectiva tanto industrial como académica. En resumen, la tesis contribuye con un conjunto de algoritmos y herramientas “familiarizados” con el “pipeline”, que ayudan al usuario en el proceso de producción, es decir, unas herramientas inteligentes.

In this thesis we tackle two problems, namely, the data interpolation prob- lem in the context of depth computation both for images and for videos, and the problem of the estimation of the apparent movement of objects in image sequences. The rst problem deals with completion of depth data in a region of an image or video where data are missing due to occlusions, unreliable data, damage or lost of data during acquisition. In this thesis we tackle it in two ways. First, we propose a non-local gradient-based energy which is able to complete planes locally. We consider this model as an extension of the bilateral lter to the gradient domain. We have successfully evaluated our model to complete synthetic depth images and also incomplete depth maps provided by a Kinect sensor. The second approach to tackle the problem is an experimental study of the Biased Absolutely Minimizing Lipschitz Extension (biased AMLE in short) for anisotropic interpolation of depth data to big empty regions without informa- tion. The AMLE operator is a cone interpolator, but the biased AMLE is an exponential cone interpolator which makes it more addapted to depth maps of real scenes that usually present soft convex or concave surfaces. Moreover, the biased AMLE operator is able to expand depth data to huge regions. By con- sidering the image domain endowed with an anisotropic metric, the proposed method is able to take into account the underlying geometric information in order not to interpolate across the boundary of objects at di erent depths. We have proposed a numerical model to compute the solution of the biased AMLE which is based on the eikonal operators. Additionally, we have extended the proposed numerical model to video sequences. The second problem deals with the motion estimation of the objects in a video sequence. This problem is known as the optical ow computation. The Optical ow problem is one of the most challenging problems in computer vision. Traditional models to estimate it fail in presence of occlusions and non-uniform illumination. To tackle these problems we proposed a variational model to jointly estimate optical ow and occlusion. Moreover, the proposed model is able to deal with the usual drawback of variational methods in dealing with fast displacements of objects in the scene which are larger than the object it- self. The addition of a term that balance gradient and intensities increases the robustness to illumination changes of the proposed model. The inclusions of a supplementary matches given by exhaustive search in speci cs locations helps to follow large displacements. / En esta tesis se abordan dos problemas: interpolación de datos en el contexto del cálculo de disparidades tanto para imágenes como para video, y el problema de la estimación del movimiento aparente de objetos en una secuencia de imágenes. El primer problema trata de la completación de datos de profundidad en una región de la imagen o video dónde los datos se han perdido debido a oclusiones, datos no confiables, datos dañados o pérdida de datos durante la adquisición. En esta tesis estos problemas se abordan de dos maneras. Primero, se propone una energía basada en gradientes no-locales, energía que puede (localmente) completar planos. Se considera este modelo como una extensión del filtro bilateral al dominio del gradiente. Se ha evaluado en forma exitosa el modelo para completar datos sintéticos y también mapas de profundidad incompletos de un sensor Kinect. El segundo enfoque, para abordar el problema, es un estudio experimental del biased AMLE (Biased Absolutely Minimizing Lipschitz Extension) para interpolación anisotrópica de datos de profundidad en grandes regiones sin información. El operador AMLE es un interpolador de conos, pero el operador biased AMLE es un interpolador de conos exponenciales lo que lo hace estar más adaptado a mapas de profundidad de escenas reales (las que comunmente presentan superficies convexas, concavas y suaves). Además, el operador biased AMLE puede expandir datos de profundidad a regiones grandes. Considerando al dominio de la imagen dotado de una métrica anisotrópica, el método propuesto puede tomar en cuenta información geométrica subyacente para no interpolar a través de los límites de los objetos a diferentes profundidades. Se ha propuesto un modelo numérico, basado en el operador eikonal, para calcular la solución del biased AMLE. Adicionalmente, se ha extendido el modelo numérico a sequencias de video. El cálculo del flujo óptico es uno de los problemas más desafiantes para la visión por computador. Los modelos tradicionales fallan al estimar el flujo óptico en presencia de oclusiones o iluminación no uniforme. Para abordar este problema se propone un modelo variacional para conjuntamente estimar flujo óptico y oclusiones. Además, el modelo propuesto puede tolerar, una limitación tradicional de los métodos variacionales, desplazamientos rápidos de objetos que son más grandes que el tamaño objeto en la escena. La adición de un término para el balance de gradientes e intensidades aumenta la robustez del modelo propuesto ante cambios de iluminación. La inclusión de correspondencias adicionales (obtenidas usando búsqueda exhaustiva en ubicaciones específicas) ayuda a estimar grandes desplazamientos.

En aquesta dissertació es fusionen dos dels temes tradicionals de la Visió per Computador: la segmentació i el seguiment d'objectes. Per a la segmentació s'utilitzen mètodes basats en "Active Contours (AC)" i per al seguiment mètodes basats en "templates" o patrons. El nostre objectiu és combinar-los per tal de crear mètodes robustos i eficients a l'hora de segmentar i seguir objectes articulats o deformables. Al capítol 1 es revisa el marc teòric dels AC i s'aplica en la segmentació de cossos i amenaces (com explosius o pistoles) que estan amagades darrera la roba en imatges MilliMeter-Waves (MMW). Al capítol 2 es revisen dos dels marcs principals de seguiment de patrons: el flux òptic de Lucas-Kanade i els filtres de partícules, i es combinen amb la segmentació mitjançant AC per tal de crear un mètode robust i eficient capaç de seguir objectes articulats o deformables sense informació a priori. Finalment, al capítol 3 es donen les claus per introduir informació a priori d'una manera robusta i eficient dins del marc del seguiment de patrons utilitzant AC. / In this dissertation we fuse two of the traditional topics in Computer Vision: object segmentation and tracking. For segmentation we use the Active Contours (AC) framework and for tracking we use the Template Tracking (TT) scheme. Our aim is to combine them to create efficient and robust methods to segment and track articulated or deformable objects. In Chapter 1, we review the AC framework and we apply it over MilliMeter-Waves (MMW) images to segment bodies and concealed threats (such as explosives or guns) behind their wearing clothes. In Chapter 2 we review two of the main trends of TT methods: Lucas-Kanade optical flow and particle filters. Moreover, we combine them with an AC method to create a robust tracker for articulated or deformable objects without using prior shape information. Finally, in Chapter 3 we give the clues of how to efficiently introduce shape priors into the TT framework using AC methods.

Over the last decade Laptop Orchestras and Mobile Ensembles have proliferated. As a result, a large body of research has arisen on infrastructure, evaluation, design principles and compositional methodologies for Computer Music Ensembles (CME). However, little has been addressed and very little is known about the challenges and opportunities provided by CMEs for creativity in musical performance. Therefore, one of the most common issues CMEs have to deal with is the lack of a systematic approach to handle the implications of the performative paradigms they seek to explore, in terms of their creative constraints and affordances. This is the challenging goal this thesis addresses, and for attaining so it first seeks to find a common ground in the strategies developed for assessing creativity in different performative setups, for later proposing an informed pathway for performative engagement in CMEs. Our research combines an exploratory stage and an experimental stage. The exploratory stage was informed by out artistic praxis with our own CME, the Barcelona Laptop Orchestra. Through the study of the multi-user instruments developed over the past years, we identified the creative constraints and affordances provided by different performative paradigms. Informed by the findings provided by our artistic research, the experimental stage addressed the study of musical creativity through the performance analysis on specifically designed multi-user instruments. For such purpose we proposed a novel computational methodology to evaluate the creative content of a musical performance. Two experiments were conducted to incorporate our computational methodology into ecologically valid scenarios, aimed at a better understanding of the relationship between topologies of interdependence and creative outcome. For both experiments, we captured performance data from ensemble improvisations, from where the creativity metrics were then computed. As a preliminary step, we investigated the performative engagement and sharing of musical ideations in an ensemble scenario. In a further step, we computed the creativity attributes to comparatively evaluate performances under different scenarios. The findings provided quantitative evidence of the differences between musical creativity in individual, ensemble and interdependent scenarios. Additionally, the findings point out what strategies performers adopt to best keep their own musical voice in interdependence scenarios, and what novel creative behaviors may be promoted through new topologies of interdependence. Our findings shed light on the nature of performers’ creative behavior with interdependent multi-user instruments, and show that the introduced methodology can have applications in the broader context of analysis of creativity in musical performance. / Durant la darrera d`ecada les Laptop Orchestras i els Mobile Ensembles han proliferat arreu. Com a conseq¨u`encia d’aix`o, ha aparegut un volum considerable de recerca al voltant de la infraestructura, l’avaluaci´o, els principis de disseny i les metodologies composicionals per ensembles de computadors (CMEs). Tanmateix, poc coneixem dels reptes i oportunitats que els CMEs ens ofereixen respecte de la creativitat en la pr`actica musical. En conseq¨u`encia, un dels reptes que la majoria de CMEs han d’encarar ´es la manca d’una estrat`egia sistem` atica per preveure i abordar les implicacions dels paradigmes performatius a explorar, respecte de les seves limitacions i possibilitats creatives. Aquest ´es el repte que adrecem en aquesta tesi, i per assolir-lo primer tractem d’establir un denominador com´u en les estrat`egies desenvolupades per avaluar la creativitat en diversos entorns performatius, per despr´es proposar un itinerari que permeti assolir una adequada involucraci´o creativa en els CMEs. La nostra recerca ha combinat una fase explorat`oria i una d’experimental. La fase explorat`oria s’ha fonamentat en la praxi art´ıstica duta a terme en el nostre propi CME, la Barcelona Laptop Orchestra. A trav´es de l’estudi dels instruments multi-usuari desenvolupats durant els darrers anys, hem identificat les potencialitats i restriccions presents en diversos paradigmes performatius. Basats en els resultats de la nostra recerca art´ıstica, la fase experimental s’ha centrat en l’estudi de la creativitat musical a trav´es de l’an`alisi interpretatiu en instruments multiusuari desenvolupats a tal efecte. A tal fi, hem proposat una nova metodologia computacional per avaluar el contingut creatiu d’una execuci´o musical. Hem dut a terme dos experiments incorporant la nostra m`etrica en escenaris realistes, a fi de comprendre millor la relaci´o entre topologies d’interdepend`encia i resultat creatiu. Per ambd´os experiments, hem recollit informaci´o d’improvisacions en grup, d’on hem calculat les m`etriques de creativitat. Com a pas previ, hem investigat en grau d’involucraci´o i la compartici´o d’ideacions musicals en escenaris col lectius. Tot seguit, hem calculat els atributs de creativitat per comparar execucions musicals en diferents escenaris. Els resultats proporcionen una evid`encia quantitativa de la difer`encia entre la creativitat musical en escenaris d’execuci´o musical individual, en grup i interdependent. Addicionalment, ens il lustren quines estrat`egies adopten els m´usics per mantenir la seva pr`opia individualitat musical en escenaris d’interdepend`encia, i quins nous comportaments creatius podem promoure a trav´es de noves topologies d’interdepend`encia. Els resultats obtinguts aporten nova llum en la natura del comportament creatiu dels m´usics amb instruments multi-usuari interdependents, i mostren que la metodologia presentada pot tenir aplicacions en el context m´es ampli de l’an`alisi de la creativitat musical en l’execuci´o musical.

This dissertation analyses, reflects on, and re-thinks the way in which Human-Computer-Interaction (HCI) research is conducted with a growing ageing population. This dissertation draws upon a 5-year research-through design study that combined ethnography and participatory design to explore the use and design of technologies aimed to enhance the social life of older people in civic contexts. The findings show a varied, proactive, dynamic and mutually shaping relationship between older people and digital technologies. This dissertation argues that this relationship challenges current ways in which older people and technologies are theorized within HCI. The results highlight the relevance of considering the communities in which older people interact in their daily lives in order to better understand their relationship with interactive technologies and design new digital artefacts that they find worthy of appropriation. By drawing upon the findings and theoretical discussions of dominant approaches in HCI research with older people, the dissertation proposes a re-formulation of fundamental aspects of thinking about and conducting HCI research and design with a growing and heterogeneous ageing population. Central to this re-formulation is to (a) widen the contexts of ICTs use by conducting more HCI research in civic contexts, (b) change the object of design, shifting the focus from defining the features of a technological artefact to fostering a mutual shaping relationship between technologies and everyday practices, and (c) re-think the subjects of design by moving from designing “for older people” to designing for “situated communities”. Keywords: HCI, older people, research-through design, ethnography, participatory design, technology appropriation, communities, civic contexts / Esta tesis analiza, reflexiona y reconsidera la forma en que la investigación en el campo de la “Interacción Persona-Ordenador” (IPO) con personas mayores se ha estado realizando durante las últimas décadas. Esta tesis se basa en 5 años de investigación a través del diseño (research-through-design), combinando etnografía y diseño participativo para explorar el uso y el diseño de tecnologías destinadas a mejorar la vida social de las personas mayores en entornos cívicos. Los resultados muestran una relación variada, proactiva, dinámica y mutuamente condicionada entre las personas mayores y las tecnologías digitales. Esta tesis sostiene que dicha relación desafía el discurso actual utilizado para teorizar sobre la relación de las personas de edad avanzada y las nuevas tecnologías. Los resultados destacan la importancia de considerar las comunidades en las que las personas mayores interactúan en su vida diaria con el fin de comprender mejor su relación con las tecnologías interactivas y diseñar nuevos artefactos digitales que realmente sean apropiados por los mayores en su vida diaria. Partiendo de los resultados de este estudio y discusiones teóricas sobre los enfoques dominantes en la investigación IPO con las personas mayores, esta tesis propone una reformulación de los aspectos fundamentales de reflexión y desarrollo de la investigación y el diseño IPO con una población anciana heterogénea y en constante crecimiento. Temas centrales de esta reformulación son: (a) ampliar los contextos de uso de las TIC, realizando más investigaciones IPO en entornos cívicos, (b) modificar el objeto de diseño, desplazando el enfoque de la definición de las características de un artefacto tecnológico, por el impulso de una relación de condicionamiento mutuo entre tecnologías y prácticas cotidianas, y (c) repensar los sujetos del diseño, sustituyendo el concepto de diseñar “para las personas mayores" por diseñar para “comunidades situadas". / Aquesta tesi analitza, reflexiona i reconsidera com s'ha estat realitzant la recerca amb persones grans en el camp "Interacció Persona-Ordinador" (IPO) durant les darreres dues dècades. Aquesta tesi es basa en 5 anys d'investigació a través del disseny (research-through-design), que combina l'etnografia i el disseny participatiu, per explorar l'ús i el disseny de tecnologies destinades a millorar la vida social de les persones grans en entorns cívics. Els resultats mostren una relació variada, proactiva, dinàmica i mútuament condicionada entre la gent gran i les tecnologies digitals. Aquesta tesi sosté que aquesta relació desafia la manera de teoritzar la relació entre les persones grans i les TIC en el marc de la IPO. Els resultats destaquen la importància de considerar les comunitats en què les persones grans interactuen en la seva vida diària per tal de comprendre millor la seva relació amb les tecnologies interactives i de dissenyar nous artefactes digitals que la gent gran vulgui utilitzar en la seva vida quotidiana. Tenint en compte els resultats d'aquest estudi i les discussions teòriques sobre els enfocaments dominants en la investigació IPO amb les persones grans, aquesta tesi proposa una reformulació dels aspectes fonamentals de reflexió i desenvolupament de la investigació i el disseny IPO amb una població anciana heterogènia i en constant creixement. Temes centrals d'aquesta reformulació són: (a) ampliar els contextos d'ús de les TIC, mitjançant la realització de més investigacions IPO en entorns cívics, (b) modificar l'objecte de disseny, desplaçant l'enfocament de la definició de les característiques d'un artefacte tecnològic cap a una formulació en la que la relació entre tecnologies i pràctiques quotidianes és de condicionament mutu, i (c) repensar els subjectes del disseny, substituint el concepte de “dissenyar per a la gent gran” per “dissenyar per comunitats situades”.

The Internet of Things (IOT) technologies introduced the “things” entity to interact with computers and people, being a key factor to enhance services in the Smart City context. An example of IoT technology is radio-frequency identification (RFID) which provides identification and communication capabilities to simple objects. Based on the utilization of RFID, our goal is to enable context-aware scenarios providing further information on the people-object interaction in the environment. Our contributions are focused on hardware infrastructure and intelligent systems applied to the IoT. Specifically, we propose the design and implementation of low-cost antennas providing the context-aware hardware infrastructure, and empirical methods to detect people-object interactions for the following applications: user interest, loss prevention system and direction of pass. Finally, we evaluate part of the contributions of this dissertation in real retail environments. We believe this dissertation may contribute towards improving the state-of-the-art in IoT and Smart City technologies. / La Internet de les coses (IoT) va introduir l’element “coses” per interactuar amb ordinadors i persones sent un factor clau per millorar serveis en el context de ciutat intel•ligent. Un exemple de tecnologia IoT és la identificació per radiofreqüència (RFID) la qual proporciona propietats d’identificació i comunicació d’objectes simples. Basat en la utilització de RFID, el nostre objectiu és permetre als escenaris sensibles al context de proveir d’informació addicional en la interacció persona-objecte en entorns. Les nostres contribucions estan centrades en la infraestructura de maquinari i sistemes intel•ligents aplicats en la IoT. Específicament, proposem el disseny i implementació d’antenes econòmiques proporcionant la infraestructura de maquinari, i mètodes empírics per detectar les interaccions persona-objecte per les següents aplicacions: interest d’usuaris, sistema en prevenció de pèrdues i direcció de pas. Finalment, avaluem part de les contribucions d’aquesta dissertació en botigues. Creiem que aquesta dissertació pot contribuir a la millora de l’estat de l’art en IoT i tecnologies de ciutat intel•ligent.

El estudio del uso de las enzimas como catalizadores industriales se ha incrementado en las últimas décadas debido a que éstas ofrecen muchas ventajas, tales como: su capacidad para aceptar un amplio rango de sustratos, su alta especificidad y selectividad y permiten el uso de condiciones suaves de operación. Uno de los campos de aplicación más prometedores es la producción de compuestos con actividad biológica para fines terapéuticos. Esta tesis doctoral es una contribución en la investigación de la enzima alcohol deshidrogenasa de hígado de caballo (HLADH) como biocatalizador, específicamente su capacidad de oxidar Cbz-aminoalcoholes para obtener compuestos de interés como Cbz-aminoaldehídos para producir Cbz-aminopolioles, y Cbz-β-aminoácidos. Asimismo, se seleccionó la Cbz-etanolamina y el Cbz-β-aminopropanol como compuestos modelos. Primero, se realizó un estudio de la enzima alcohol deshidrogenasa de diferente origen, como la de levadura e hígado de caballo (comercial y purificada en el laboratorio), en la oxidación de Cbz-etanolamina. Se eligió la enzima purificada en el laboratorio extraída a partir de un hígado de caballo como el mejor biocatalizador, en términos de actividad específica y parámetros cinéticos. Además, se llevó a cabo la oxidación de Cbz-etanolamina catalizada por HLADH y se observó la formación directa del ácido, Cbz-glicina. Se evaluaron diferentes métodos para promover la producción del producto intermedio (el aldehído, Cbz-glicinal), mas solamente el empleo de clorhidrato de semicarbazida permitió la obtención de Cbz-glicinal por medio de su captura como Cbz-glicinal semicarbazona, obteniéndose un rendimiento de hasta 84%, con menos de 12% de rendimiento de Cbz-glicina. La hidrólisis ácida del Cbz-glicinal semicarbazona con formaldehido proporcionó una recuperación de Cbz-glicinal de 48.5%. Sin embargo, debido a la cantidad de impurezas, principalmente formaldehido, éste no pudo ser considerado como un buen candidato para la posterior adición aldólica con dihidroxiacetona fosfato (DHAP) catalizada por aldolasas para obtener Cbz-aminopolioles (Capítulo 4). Por otra parte, no se produjeron Cbz-aminopolioles mediante el acoplamiento de la reacción de oxidación de Cbz-etanolamina por HLADH y la adición aldólica de DHAP catalizada por ramnulosa-1-fosfato aldolasa (RhuA) con pulsos de DHAP, obteniéndose solamente Cbz-glicina, con un rendimiento de 64.1% (capítulo 5). Posteriormente, se aprovechó la alta capacidad oxidativa de la enzima HLADH para producir Cbz-β-alanina a partir de Cbz-β-aminopropanol; se obtuvo una conversión completa del sustrato a las 72 h empleando una operación tipo batch. De manera de aumentar la productividad, se propuso la adición de pulsos de sustrato, el cual proporcionó un rendimiento de Cbz-alanina de 88.4% a las 96 h y permitió el incremento de la productividad en 2.3 veces, comparado con la operación tipo batch (capítulo 6). Finalmente, se realizó un estudio de la regeneración del cofactor NAD+ empleando métodos enzimáticos y electroquímicos. Se evaluó la regeneración enzimática por acoplamiento de sustratos utilizando acetaldehído como segundo sustrato, el cual proporcionó una conversión completa hacia β-alanina en las primeras dos horas de reacción, con una operación tipo batch. Sin embargo, ésta no fue tan eficiente al añadir pulsos de sustrato (se obtuvo 65% de conversión a las 2 h y solamente pudo añadirse un pulso) y la reacción se detuvo a las 2 h (capítulo 6). Se realizó una regeneración electroquímica directa del cofactor NAD+ empleando un microreactor tipo filtro prensa, mediante el acoplamiento con la reacción de oxidación de Cbz-β-aminopropanol para la producción de Cbz-β-alanina. Se obtuvo una conversión de Cbz-β-aminopropanol de 77.1% y una regeneración completa del cofactor a las 24 h con una operación tipo batch. Mientras tanto, se observó una conversión de alrededor 80% y una regeneración de la mitad de la cantidad inicial de cofactor a las 51 h, empleando una operación tipo batch con pulsos de Cbz-β-aminopropanol (capítulo 7). / The study of the use of enzymes as industrial biocatalysts has been increased in the last decades, since they offer several advantages as their ability to accept a wide range of substrates, high specificity and selectivity, allowing mild reaction conditions. One of the most promising fields of their application is the production of compounds with biological activity for therapeutical purposes. This doctoral thesis is a contribution to the research of horse liver alcohol dehydrogenase (HLADH) as biocatalyst, particularly its ability to oxidize Cbz-amino alcohols to obtain valuable compounds as Cbz-amino aldehydes to produce Cbz-aminopolyols, and Cbz-β-aminoacids. Therefore, Cbz-ethanolamine and Cbz-β-amino propanol were selected as model compounds. First, alcohol dehydrogenases from different origins as yeast and horse liver (commercial and in house) were tested for the oxidation of Cbz-ethanolamine. In house HLADH was selected as the best biocatalyst, in terms of specific activity and kinetic parameters. Moreover, HLADH catalyzed oxidation of Cbz-ethanolamine was performed and the direct formation of the acid, Cbz-glycine, was observed. Several methods were tested to promote the production of the intermediate product (aldehyde, Cbz-glycinal), but only the use of semicarbazide hydrochloride allowed obtaining Cbz-glycinal by its capture as Cbz-glycinal semicarbazone, yielding up to 84% with less than 12% Cbz-glycine yield. Cbz-glycinal semicarbazone acid hydrolysis with formaldehyde provided 48.5% of Cbz-glycinal recovery. Nevertheless, the amount of impurities, mostly formaldehyde, made it not such a good substrate for a further aldol addition to dihydroxyacetone phosphate (DHAP) catalyzed by aldolases in order to obtain aminopolyols (chapter 4). On the other hand, coupling the oxidation of Cbz-ethanolamine by HLADH and the aldol addition of DHAP catalyzed with rhamnulose-1-phosphate aldolase (RhuA) with DHAP pulses addition did not produce Cbz-aminopolyols, forming only 64.1% yield of Cbz-glycine (chapter 5). Next, the high oxidative ability of HLADH was also exploited to produce Cbz-β-alanine from Cbz-β-amino propanol; a complete conversion was obtained at 72 h in a batch mode. In order to enhance the productivity, a fed-batch operation was proposed providing 88.4% Cbz-β-alanine yield at 96 h with 2.3-fold improved productivity compared to the batch operation (chapter 6). Finally, the study of NAD+ cofactor regeneration was carried out by enzymatic and electrochemical methods. Enzymatic substrate-coupled regeneration of NAD+ was studied using acetaldehyde as second substrate with an almost complete conversion to Cbz-β-alanine in the first 2 h of reaction in a batch operation. However, fed-bach mode was not so efficient (65% conversion at 2 h, only one pulse addition of substrate), and the reaction was stopped at 2 h (chapter 6). Direct electrochemical regeneration of NAD+ using a filter-press microreactor was performed by coupling it with the HLADH catalyzed oxidation of Cbz-β-amino propanol for the production of Cbz-β-alanine. Employing a batch operation 77.1% Cbz-β-amino propanol conversion and a complete regeneration was obtained at 24 h. Meanwhile, the fed-bach operation increased the production maintaining 80.0% conversion and one half of complete cofactor regeneration conversion at 51 h (chapter 7).

La ingente cantidad de información que existe actualmente hace necesario el desarrollo de herramientas, métodos y procesos que faciliten el acceso a la misma. Especialmente, se requieren sistemas de información que sean eficientes y precisos. Las técnicas de indexación cuentan con una larga tradición en este ámbito. Sin embargo, su aplicación a gran escala y en el contexto de la Web no siempre es viable por la magnitud y la heterogeneidad de la información presente en ella. En esta tesis se presentan dos propuestas para facilitar el proceso de indexación de documentos en Internet. La primera se caracteriza por el uso de técnicas de indexación semiautomáticas basadas en aspectos de posicionamiento web, que se aplican a través de una herramienta propia denominada DigiDoc MetaEdit. La segunda propone un modelo para la actualización de vocabularios controlados a partir del procesamiento de los logs de las búsquedas formuladas por los usuarios en los buscadores. / La ingent quantitat d'informació que hi ha actualment fa necessari el desenvolupament d'eines, mètodes i processos que facilitin l'accés a la mateixa. Especialment, es requereixen sistemes d'informació que siguin eficients i precisos. Les tècniques d'indexació compten amb una llarga tradició en aquest àmbit. No obstant això, la seva aplicació a gran escala i en el context de la web no sempre és viable per la magnitud i heterogeneïtat de la informació present en ella. En aquesta tesi es presenten dues propostes per a facilitar el procés d'indexació de documents a Internet. La primera es caracteritza per l'ús de tècniques d'indexació semiautomàtiques basades en aspectes de posicionament web, i que s'apliquen a través d'una eina pròpia anomenada DigiDoc MetaEdit. La segona proposa un model per a l'actualització de vocabularis controlats a partir del processament dels logs de les cerques formulades pels usuaris als cercadors. / The vast amount of information that currently exists necessitates the development of tools, methods and processes that facilitate access to it. In particular, information systems that are efficient and accurate are required. Indexing techniques have a long tradition of promoting the improvement of these systems. However, its application on a large scale and in the context of the Web is not always feasible because of the magnitude and diversity of the information in it. This thesis presents two proposals to facilitate the process of indexing documents on the Internet. The first is characterized by the use of semi-automatic indexing techniques based on aspects of SEO, and applied through a proprietary tool called DigiDoc MetaEdit. The second proposes a model for updating controlled vocabularies from the processing of logs of searches made by users on search engines.

La tesi doctoral titulada “Focused ion beam implantation as a tool for the fabrication of nano electromechanical devices” aborda el repte de la fabricació de ressonadors nano-mètrics des d’una nova òptica basada en la implantació iònica mitjançant un feix de ions focalitzat (FIB). Aquest nou mètode permet fabricar nano-dispositius suspesos funcionals, des del punt de vista elèctric i mecànic, sense necessitat d’utilitzar resina d’una forma i) ràpida i simple, només son necessàries tres etapes de fabricació; ii) flexible, permet definir dispositius amb gran llibertat geomètrica; iii) alta resolució, es demostra la fabricació de dispositius suspesos de 4 μm de longitud per 10 nm de diàmetre; iv) reproduïble i v) compatible amb la tecnologia CMOS. Partint d’un xip de silici o SOI (silici - diòxid de silici - silici), el mètode de fabricació comença amb un procés d’implantació FIB on es defineixen les estructures i les connexions elèctriques del dispositiu. El segon pas consisteix en el gravat humit del silici, on s’ataca el silici que no està protegit per la implantació FIB, permetent la suspensió o alliberació dels dispositius. En aquest estadi, on les estructures ja estan definides, el silici és amorf, conté gal·li i no és elèctricament funcional (ρ ~1 Ω·m). El darrer pas consisteix en un tractament tèrmic a alta temperatura fins a 1000ºC, en ambient de nitrogen i amb un precursor sòlid de bor on es propicia la recristal·lització del silici formant nano-cristalls, dopar el silici amb bor (tipus p) i eliminar el gal·li. Aquest tractament a alta temperatura, on les estructures no son oxidades, permet obtenir dispositius elèctricament funcionals (ρ ~10-4 Ω·m). Els principals resultats obtinguts es poden classificar en tres àmbits: Investigació de l’efecte de la implantació amb ions gal·li en el silici, pel que fa tant a aspectes de processament com de propietats nanoelectromecàniques del material. En aquest treball hem caracteritzat l’estructura del material en les diferents etapes de fabricació i hem caracteritzat elèctrica i electromecànicament els dispositius finals obtinguts pel mètode descrit. Desenvolupament i optimització del procés de fabricació, especialment pel que respecte al control de dimensions i a la combinació amb altres processos Es mostra el treball realitzat en la optimització dels diferents paràmetres de fabricació, des de la posta a punt de la dosi d’ions fins a la selectivitat del gravat. A través del disseny de les estructures es pot establir estratègies per controlar i minimitzar els efectes d’”under-etching” en el silici, a través de la definició d’estructures de compensació, i també evitar el col·lapse de les estructures més llargues, degut a les tensions superficials que es produeixen durant els processos de gravat humit, fabricant pilars per sostenir les estructures. Aquest mètode de fabricació permet obtenir dispositius a mida convertint-lo en una eina versàtil de prototipatge i de fabricació petites quantitats, que permet aconseguir dispositius de dimensions nano-mètriques per a l’experimentació acadèmica i científica. Investigació de les propietats electròniques, mecàniques i electromecàniques dels dispositius, i concretament en el cas de nanofils de silici suspesos que es poden aplicar com a ressonadors mecànics d’altra freqüència o transistors d’un sol forat. Hem pogut fabricar ressonadors de diferents geometries que ens ha permès estudiar i demostrar la relació que existeix entre la simetria/asimetria dels dispositius i el senyal piezoresistiu mesurat durant la transducció electromecànica. Hem investigat i fabricat transistors d’efecte camp ultra-fins (10 ~ 15 nm) i transistors suspesos on les característiques elèctriques a baixa temperatura mostren efectes de “Coulomb blockade” gracies als nano-cristalls que es formen, dins dels nano-fils de silici suspesos, durant l’etapa de tractament tèrmic. / The thesis entitled “Focused ion beam implantation as a tool for the fabrication of nano electromechanical devices” aboard the challenge of the fabrication of nanometric resonators from a new approach based on ion implantation by a focused ion beam (FIB) . This new method allows the fabrication of functional suspended nanodevices, from the electrical and mechanical point of view, without using any resist. This method is i) fast and simple, where only three steps are needed; ii) flexible, it is feasible the definition of structures of different shape; iii) high resolution, it is demonstrated the fabrication of 4 μm length and 10 nm diameter suspended devices; iv) reproducible and v) CMOS compatible. The starting point is a silicon or SOI (silicon – silicon dioxide – silicon) chip. The fabrication approach starts with a FIB implantation process where the structures and the electrical connections of the device are defined. The second step consists on silicon wet etching, where silicon that is not protected by the FIB implantation is etched, allowing the release of the devices. The defined structures are made of amorphous silicon, they contains gallium and they are not functional electrically (ρ ~1 Ω·m). The last step consists on diffusive boron doping at high temperature (up to 1000ºC) in a boron environment, where it is promoted the recrystallization of silicon forming nanocrystals, the boron doping (p type) of silicon and the removal of gallium. In this last step at high temperature the structures are not oxidized obtaining electrically functional devices (ρ ~10-4 Ω·m). The principal results can be classified in three areas: Investigation of the effect of gallium ion implantation onto silicon from the process and nanoelectromechanical material properties point of view. In this work the material structure in the different fabrication steps has been characterized, as well as the electrical and electromechanical properties of the final devices obtained by the described method. Development and optimization of the fabrication process, especially controlling the dimensions and the combination with other fabrication processes. The work done in the optimization of the different fabrication parameters are shown, from the tuning of the ion dosage to the etching selectivity. It is possible to stablish design strategies to control and minimize the under-etching effects onto silicon, as well as to avoid the collapse of long structures, that are the result of the superficial sticking produced during the wet etching processes, by the fabrication of sustaining posts. That method permits to obtain customized devices. It is a versatile prototyping method that allows the fabrication of small batches of devices of nanometric dimensions that can be employed for the scientific and academic experimentation. Investigation of the electronical, mechanical and electromechanical properties of the devices, specifically suspended silicon nanowires that can be employed as high frequency mechanical resonators or single hole transistors. We fabricated resonators of different geometries for the study and demonstration of the relation between the geometrical symmetry/asymmetry of the devices and the piezoresistive signal measured during the electromechanical transduction. We investigated and fabricated ultra-thin field effect transistors (10 ~ 15 nm) and suspended transistors that exhibits Coulomb blockade electrical characteristics at low temperature thanks to the nanocrystals that are grown during the high temperature fabrication step.

El presente estudio analiza campañas publicitarias cuya estrategia de comunicación está basada principalmente en el uso de las Redes Sociales. Se buscó identificar las características de contenido y ejecución de dichas campañas, tomando como base para la muestra los proyectos premiados en el festival publicitario de Cannes 2013 dentro de la categoría online Cyber Lions. La investigación parte de la creencia de que los consumidores expuestos a este tipo de plataformas de comunicación, han variado sus procesos de consumo publicitario, convirtiéndose no sólo en participantes activos, sino también en vehículos de transmisión exponencial de los mensajes. El primer paso del proyecto consistió en el diseño de una metodología de análisis propia, debido a que no se encontró un método que incluyera todos los elementos que se buscaba analizar. Los resultados obtenidos arrojaron una serie de similitudes que permitieron sintetizar 5 modelos o grupos de campañas con patrones de comunicación coincidentes. / This Doctoral Dissertation presents the results of the analysis performed to advertising campaigns with a strategy based mainly on the use of Social Networks. The goal of this paper is to identify the characteristics of content and implementation of such campaigns, taking as a sample the winning projects at the 2013 Cannes advertising festival in the online Cyber Lions category. This research is based on the premise that consumers exposed to this type of communication platforms have changed their advertising consumption processes to the point of becoming a fundamental part of the development of campaigns, not only as active participants, but also as vehicles for the exponential transmission of the messages. The first step of the project was to design a suitable methodology for the proposed analysis. The results showed a number of similarities that allowed me to summarise 5 models or campaign groups with matching communication patterns.