IEEE 802.11 based wireless networks, especially the infrastructure based Wireless Local Area Networks (WLANs) or Wi-Fi networks, are hugely successful, and have become an indispensable part of our life at homes and working places. However, the rapid growth of wireless devices, and a shift of users' habit from web browsing to a wide variety of bandwidth-hungry applications (e.g., high-definition video, social network and cloud uploading), have made today's WLANs not only crowded, but also low at throughput. The latest IEEE WLAN amendment-802.11ac responds to these challenges by introducing a set of novel physical (PHY) and medium access control (MAC) features, including downlink multi-user Multiple-Input and Multiple-Output (MU-MIMO), higher modulation and coding scheme, channel bonding, frame aggregation, etc. Among them, downlink MU-MIMO is one of the most important features due to its potential to significantly improve the performance. It allows the access point (AP) to transmit frames to multiple stations (STAs) in parallel, which can substantially increase the network throughput, as well as to mitigate high collision rates. On the other side, recent research advances on the full-duplex (FD) transmission open another line to improve the performance of wireless network in dense areas. FD transmissions in wireless networks break the long-hold assumption that nodes can not transmit and receive simultaneously using the same frequency. This exciting progress not only promises a twofold capacity increase by allowing concurrent transmission and reception, but could also bring revolutionary changes to the MAC design by shaking the foundation of IEEE 802.11 medium access mechanism-Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA). As CSMA/CA can become obsolete, and be replaced by the on-the-fly collision detection thanks to the FD's capability of simultaneous transmission and reception. However, these two lines of PHY advances (i.e., MU-MIMO and FD) do not directly translate to the useful performance gains at the MAC layer (e.g., the throughput increase). In order to take full benefits of MU-MIMO and FD, adaptations of the current IEEE 802.11 MAC protocols are needed. In this thesis, we first investigate the prominent MAC proposals in the literature, and then propose the required MAC adaptations to support MU-MIMO downlink and uplink transmissions separately. After that, we combine the downlink and uplink adaptations into a unified MU-MIMO MAC protocol to look into what influence would bring to the uplink or the downlink when both up/down-link traffic are present. We extensively evaluate the performance of the proposed protocol in saturated and non-saturated conditions to emulate the highly-densed scenario and the lightly-increased traffic scenario. Next, we model and evaluate the new IEEE 802.11ac standard MAC operations, and compare them with our proposals in a wireless mesh backhaul network. Afterwards, we utilize full-duplex technique and propose a full-duplex MAC (FD+) scheme to improve the performance of a wireless system. We analytically model FD transmissions and investigate what gains can be achieved at the MAC layer. Finally, we conclude our work and look into the future directions. Results from simulations and analytic models show that the significant performance gain can be achieved by extending traditional IEEE 802.11 MAC schemes to support MU-MIMO and FD transmissions. / Les xarxes sense fils basades en l'estàndard IEEE 802.11, sobretot aquelles que funcionen en mode infraestructura, conegudes com a xarxes WLAN o Wi-Fi, han tingut molt d'èxit i s'han convertit en una part indispensable de la nostra vida tant a les llars com als llocs de treball. No obstant això, el ràpid creixement dels dispositius sense fils, i un canvi d'hàbits dels usuaris des de la navegació web cap a una àmplia varietat d'aplicacions que requereixen un gran ample de banda (per exemple, vídeo d'alta definició, les xarxes socials o la càrrega de continguts al núvol), han fet que les WLAN d'avui en dia tinguin un baix rendiment. La pròxima generació de WLANs, basades en el nou estàndard IEEE 802.11ac, respon a aquests reptes mitjançant la introducció d'una sèrie de novetats a nivell físic (PHY) i a nivell d'accés al medi (MAC), incloent l'enllaç de baixada Multi-user Multiple-Input Multiple-Output (MU-MIMO), un nou esquema de modulació i codificació, canals amb major amplada de banda i l'agregació de trames. Entre ells, l'enllaç de baixada MU-MIMO és una de les novetats més importants per a millorar significativament el rendiment de les xarxes WLAN, ja que permet que el punt d'accés (AP) pugui transmetre trames a múltiples estacions (STA) en paral•lel, cosa que pot augmentar substancialment el rendiment de la xarxa, així com mitigar les altes taxes de col•lisió. D'altra banda, els avenços recents en investigació sobre la transmissió full-duplex (FD) obren una altra línia per millorar el rendiment de les xarxes WLAN amb molts usuaris. Transmissions full-duplex en xarxes sense fils trenquen la suposició que diu que els nodes no poden transmetre i rebre simultàniament usant la mateixa freqüència. Aquest emocionant avenç no només promet un augment de capacitat en permetre la transmissió i recepció simultània, sinó que també podria portar canvis revolucionaris en el disseny MAC sacsejant els fonaments del mecanisme Carrier Sense Multiple Access amb prevenció de col•lisions (CSMA/CA). Així, el CSMA/CA pot arribar a ser obsolet i ser reemplaçat per un sistema de detecció de col•lisions gràcies a la capacitat de transmissió i recepció simultània dels nodes que suportin full-duplex. No obstant això, aquestes dues línies d'avenços PHY (és a dir, MU-MIMO i FD) no es tradueixen directament en guanys de rendiment útils a la capa MAC (per exemple, l'augment de rendiment). Per tal de tenir beneficis per fer servir MU-MIMO i FD, es necessita adaptar els actuals protocols MAC. En aquesta tesi, primer examinem les propostes de protocols MAC existents a la literatura i, a continuació, mostrem els nostres esforços en la introducció de les adaptacions necessàries per donar suport MAC MU-MIMO a l'enllaç descendent i a l'enllaç ascendent per separat. Després d'això, combinem les adaptacions per a l'enllaç descendent i ascendent en un protocol MU-MIMO MAC unificat i avaluem el seu rendiment tant en condicions saturades com no saturades. A continuació, anem a modelar i avaluar el funcionament del nou IEEE 802.11ac MAC, i els comparem amb les nostres propostes en una xarxa mallada sense fils (xarxa back-haul). A continuació, es proposa un MAC que suporta full-duplex (FD+) per millorar les prestacions dels sistemes sense fils, on analíticament modelem transmissions FD i investiguem quins guanys es poden aconseguir a la capa MAC. Finalment, presentem les conclusions del nostre treball i plantegem les direccions futures en aquest camp de recerca.

This thesis focuses on the analysis and modeling of web sessions, groups of requests made by a single user for a single navigation purpose. Understanding how people browse through websites is important, helping us to improve interfaces and provide to better content. After first conducting a statistical analysis of web sessions, we go on to present algorithms to summarize and model web sessions. Finally, we describe applications that use novel browsing methods, in particular parallel browsing. We observe that people tend to browse images in a sequences and that those sequences can be considered as units of content in their own right. The session summarization algorithm presented in this thesis tackles a novel pattern mining problem, and this algorithm can also be applied to other fields, such as information propagation. From the statistical analysis and the models presented, we show that contextual information, such as the referrer domain and the time of day, plays a major role in the evolution of sessions. To understand browsing one should therefore take into account the context in which it takes place. / Esta tesis se centra en el análisis y modelaje de sesiones web, grupos de solicitudes realizadas por un único usuario para un sólo propósito de navegación. La comprensión de cómo la gente navega a través de los sitios web es importante para mejorar la interfaz y ofrecer un mejor contenido. En primer lugar, se realiza un análisis estadístico de las sesiones web. En segundo lugar, se presentan los algoritmos para identificar los patrones de navegación frecuentes y modelar las sesiones web. Finalmente, se describen varias aplicaciones que utilizan nuevas formas de navegación: la navegación paralela. A través del análisis de los registros de uso se observa que las personas tienden a navegar por las imágenes en modo secuencial y que esas secuencias pueden ser consideradas como unidades de contenido. % La generación de resumenes de sesiones presentada en esta tesis es un problema nuevo de extracción de patrones y se puede aplicar también a otros campos como el de la propagación de información. A partir del análisis y los modelos presentados entendemos que la información contextual, como el dominio previo de acceso o la hora del día, juega un papel importante en la evolución de las sesiones. Para entender la navegación no se debe, por tanto, olvidar el contexto en que esta se lleva a cabo.

This thesis explores in depth how to use the user browsing behavior, and in particular the referrer URL, in order to understand the interest of the users. The aim is, first, to understand the preferences of the users from their navigation patterns, i.e., from the implicit actions of the users. Then, to exploit this information to personalize the content offered by the service provider. The key findings from our studies allowed us to propose different solutions in terms of recommender systems and ranking approaches for media items. We show how the browsing behavior of the users captured by the browsing logs is extremely meaningful to understand new users and to estimate their preferences. / Esta tesis analiza de modo exhaustivo el comportamiento del usuario en la web y, en particular, su interacción con las URLs recomendadas, para así conocer sus intereses. El objetivo fundamental es, en primer lugar, entender las preferencias de usuario a partir de sus patrones de navegación por la web, estudiando sus acciones implícitas. En segundo lugar, se trata de aprovechar esta información para personalizar el contenido ofrecido por el proveedor de servicios. El resultado de estos estudios nos ha permitido proponer diferentes soluciones en términos de sistemas recomendadores y ranking de productos multimedia. De este modo, hemos podido demostrar cómo el comportamiento del usuario en la web, obtenido a partir de registros de navegación, es extremadamente útil para comprender a nuevos usuarios y poder así estimar sus preferencias.

The goal of this dissertation is to provide insights into how web and mobile phone call users assign value to their personal information. Two user studies are presented. The first one used a refined Experience Sampling Method to obtain the the monetary valuation of Personally Identifiable Information (PII) of web users. We observed how the value of different types of PII compare, and reflected upon how these values relate to users’ concerns about privacy and monetization of their PII. The second study focuses on annotation of mobile phone calls, a process that involves selecting the information that the user considers to be the most important from the call. We found the factors that mainly influence the need of the caller to take notes. We also observed how annotation needs and behaviors change over time. Finally, we evaluated different annotation techniques, including annotations made by context-independent observers. Our findings provide important insights for the development of automatic annotation tools, and also suggest the potential of crowdsourcing for finding noteworthy information from mobile phone calls. / El objetivo de esta tesis es entender cómo los usuarios de las web y de telefonía móvil asignan valor a su información personal. La tesis describe dos estudios. En el primero se utiliza un Método de Muestreo de Experiencias refinado para obtener la valoración económica de la Información Personal Identificable (PII) de usuarios web. Observamos los valores de diferentes tipos de PII de manera comparativa, y reflexionamos sobre la relación entre las preocupaciones de los usuarios sobre la privacidad y la monetización de su PII. El segundo estudio se enfoca en la anotación de llamadas telefónicas móviles, un proceso que involucra la selección de información que el usuario considera ser la más importante dentro de una llamada. Encontramos los factores que principalmente influencian la necesidad del llamante de tomar notas. También observamos cómo los comportamientos y necesidades de anotación cambian a través del tiempo. Finalmente, evaluamos diferentes técnicas de anotación, incluyendo anotaciones hechas por observadores independientes del contexto. Nuestros hallazgos incluyen ideas importantes para el desarrollo de herramientas automáticas de anotación, y además sugieren que existe potencial en el uso de crowdsourcing para encontrar información notable en llamadas telefónicas móviles.

The progressive appearance of affordable tabletop technology and devices urges humancomputer interaction researchers to provide the necessary methods to make this kind of devices the most useful to their users. Studies show that tabletops have distinctive characteristics that can be specially useful to solve some types of problems, but this potential is arguably not yet translated into real-world applications. We theorize that the important components that can transform those systems into useful tools are application frameworks that take into account the devices affordances, a third party application ecosystem, and multi-application systems supporting concurrent multitasking. In this dissertation we approach these key components: First, we explore the distinctive affordances of tabletops, with two cases: TurTan, a tangible programming language in the education context, and SongExplorer, a music collection browser for large databases. Next, in order to address the difficulty of building such applications in a way that they can exploit these affordances, we focus on software frameworks to support the tabletop application making process, with two different approaches: ofxTableGestures, targeting programmers, and MTCF, designed for music and sound artists. Finally, recognizing that making useful applications is just one part of the problem, we focus on a fundamental issue of multi-application tabletop systems: the difficulty to support multi-user concurrent multitasking with third-party applications. After analyzing the possible approaches, we present GestureAgents, a content-based distributed application-centric disambiguation mechanism and its implementation, which solves this problem in a generic fashion, being also useful to other shareable interfaces, including uncoupled ones. / L’aparició progressiva de tecnologia i dispositius tabletop barats urgeix a la comunitat de recerca en interacció persona-ordinador a proveir els mètodes necessaris per transformar aquests dispositius en eines realment útils pels usuaris. Diversos estudis indiquen que els tabletops tenen algunes característiques peculiars que poden ser especialment útils per solucionar algun tipus de problemes, però tanmateix sembla que el seu potencial encara no arriba a transformar-se en aplicacions reals. Creiem que els components importants per a transformar aquests sistemes en eines útils són frameworks d’aplicació que tinguin en compte les capacitats dels dispositius, un ecosistema d’aplicacions fetes per desenvolupadors independents, i sistemes multi-aplicació amb suport per multitasca concurrent. En aquesta tesi doctoral ens aproximem a aquests components clau: En primer lloc, explorem les capacitats dels tabletops, usant dos casos: TurTan, un llenguatge de programació tangible en el context educatiu, i SongExplorer, un navegador de col·leccions musicals per a grans bases de dades. A continuació, amb ànim d’abordar la complexitat a l’hora de crear aquest tipus d’aplicacions de tal manera que usin aquestes capacitats, ens centrem en els frameworks de programari per donar suport en el procés de creació d’aplicacions tabletop, amb dues aproximacions diferents: ofxTableGestures, dirigit a programadors, i MTCF, dissenyat per a artistes musicals i del so. Finalment, reconeixent que crear aplicacions útils és només part del problema, ens centrem en una questió fonamental dels sistemes multi-aplicació: la dificultat d’acceptar la interacció multitasca de forma concurrent i multi-usuari amb aplicacions externes. Després d’analitzar-ne les possibles aproximacions, presentem GestureAgents, un mecanisme de desambiguació (i la seva implementació corresponent) basat en el contingut, distribuït i centrat en les aplicacions, que soluciona aquest problema d’una forma genèrica, esdevenint útil també per altres interfícies compartibles, incloses les desacoblades.

Cerebral aneurysms are localized, pathological dilatations of cerebral arteries. Their rupture causes a subarachnoid hemorrhage and is associated with high rates of morbidity and mortality. Over the last decade, the emergence of computational modeling has greatly improved our understanding of how hemodynamic stresses are associated to the initiation, growth and rupture of aneurysms and how they are altered by endovascular treatment devices. Before hemodynamic simulations can become part of clinical decision-making, it is essential that we assess their reproducibility and accuracy. The aim of this thesis is to identify hemodynamic factors that can be reliably computed and that can be used to study aneurysm pathophysiology. We address the following questions: 1. Are hemodynamic simulations reproducible across imaging modalities commonly used in clinical practice? 2. Are hemodynamic simulations reproducible across different CFD solvers? 3. Can computationally inexpensive steady flow simulations be used to answer clinically relevant questions? 4. Which reliable hemodynamic factors are associated with aneurysm initiation? / Los aneurismas cerebrales son dilataciones patológicas y localizadas de las arterias cerebrales. Su ruptura causa una hemorragia subaracnoidea y está asociada a altas tasas de morbilidad y mortalidad. Durante la úultima década, la emergencia del modelado computacional ha mejorado nuestro entendimiento de como los estreses hemodinámicos están asociados a la iniciación, el crecimiento y la ruptura de los aneurismas, y, como son alterados por los tratamientos con dispositivos endovasculares. Antes de que las simulaciones hemodin\'amicas puedan hacerse parte de las decisiones cl\'inicas rutinarias, es esencial evaluar su reproducibilidad y exactitud. El objetivo de esta tesis era identificar factores hemodin\'amicos que puedan calcularse confiablemente y puedan usarse para estudiar la patofisiología de los aneurismas. Hemos abordado las siguientes preguntasa: 1. Son las simulaciones hemodinámicas reproducibles entre modalidades de imagen usadas comunmente en la pr\'actica clinica? 2. Son las simulaciones hemodinámicas reproducibles entre diferentes solvers computacionales? 3. Podemos usar simulaciones computacionalmente económicas de flujo estable para responder preguntas clinicamente relevantes? 4. Cuales factores hemodinámicos confiables están asociados con la iniciación de aneurismas?

Residential access networks provide always-on connectivity at a constant maximum speed and constant energy consumption. However, their usage is not constant. Users combine disconnection periods with light usage periods and heavy usage periods. The mismatch between the energy consumption and the traffic demand results in a waste of energy. Moreover these networks are unable to increase the energy devoted to a user to satisfy her peaks of demand. The low average utilization of access networks, which is reported to be below 10%, makes clear this waste of energy. Meanwhile, the figures of energy consumption reported by telecommunication companies are staggering. And the maximum connectivity speeds in many regions of the world remain insufficient to support bandwidth hungry applications. To reduce the energy wasted by access networks and increase the maximum speed obtained by individual users I propose to exploit the high density of wireless networks in urban environments. This density allows to i) group light traffic demanding users into a small subset of access lines powering off the unused ones and ii) add the capacity of several lines to increase the throughput obtained by high speed demanding users. The results in this dissertation show that i) the combination of the reduced number of active lines with simple switches at the Internet Service Provider (ISP) central office, can save 66% of the energy devoted to powering access networks and ii) high traffic demanding users can experience a 4× speedup. This thesis has steered great interest in major ISPs. Actually, Telefónica decided to commercialize the ideas here presented and is actively testing its commercialization with a market test in Spain. / El uso de Internet en entornos residenciales no es constante. Los usuarios combinan períodos de desconexión con otros de bajo uso y algunos de alta actividad. Aún así, las redes de acceso a Internet proporcionan una máxima velocidad constante con un consumo energético también constante. La diferencia entre el uso de las redes y su consumo resulta en un desperdicio energético. Además, las velocidades máximas obtenidas por los usuarios son insuficientes para satisfacer sus picos de demanda. La baja utilización media de las redes de acceso – inferior al 10%— pone en evidencia este desperdicio. Mientras tanto, las cifras de consumo energético de las principales operadoras de telecomunicaciones son impresionantes y la velocidad máxima de conexión en muchas regiones del mundo sigue siendo insuficiente para ofrecer servicios como la transmisión de video en alta definición. En esta disertación propongo aprovechar la alta densidad de redes inalámbricas existente en entornos urbanos para reducir el desperdicio de energía de las redes de acceso e incrementar la máxima velocidad de conexión a Internet. Esta densidad permite i) agrupar usuarios con un bajo consumo de Internet en un subgrupo de líneas de acceso y apagar las que queden sin usar, y ii) agrupar la capacidad de varias líneas de acceso para aumentar la velocidad de conexión de los usuarios que lo necesiten. Los resultados presentados en esta disertación muestran que i) combinando la reducción de líneas activas con simples conmutadores en las centrales de los operadores se puede reducir el consumo energético de las redes de acceso en un 66% y ii) los usuarios pueden experimentar un aumento de su velocidad de hasta 4 veces. Esta tesis doctoral ha despertado gran inter ́es en las principales operado- ras de Internet. De hecho, Telefónica ha decidido comercializar las ideas presentadas en esta disertación y está realizando pruebas comerciales en España.

Due to the complexity of the natural world, scientific studies on cognitive, behavioral and physiological phenomena are typically conducted under strict laboratory conditions. Nonetheless, recent technological improvements in virtual reality systems and wearable devices are leading to a gradual shift in research towards life-like experimental settings. We present a number of studies focused on the expression and induction of affect in humans that combine quantitative and qualitative data collected through self-reported, behavioral and psychophysiological measures in the eXperience Induction Machine, an immersive space specifically designed to conduct ecologically-valid experiments using virtual and mixed reality. We show that it is possible to empirically investigate emotion in life-like contexts that go beyond standard laboratory setups, while, at the same time, maintaining a high degree of control over the variables measured. Grounded in our results, we introduce BrainX3, an immersive empathic adaptive system for the exploration of complex data from neuroscience. The novelty of our application consists in the coupling of human implicit states with the computational power of machines to explore large datasets and boost the discovery process. Using BrainX3, we demonstrate that human conscious and unconscious intrinsic abilities play a key role in the architectural design of new generation interfaces to tackle scientific challenges such as the “data deluge". / Degut a la complexitat del món natural, els estudis científics en fenòmens cognitius, fisiològics i de comportament se solen conduir sota estrictes condicions de laboratori. No obstant això, recents millores tecnològiques en sistemes de realitat virtual i dispositius portables condueixen a un canvi gradual en la recerca cap a escenaris d'experimentació més realistes. Presentem varis estudis enfocats en l'expressió i la inducció d'afecte en humans que combinen dades quantitatives i qualitatives extretes a través de mesures fisiològiques, d'autoavaluació i de comportament en l'eXperience Induction Machine (Màquina d'Inducció d'Experiència), un espai immersiu dissenyat específicament per a conduir experiments validats ecològicament fent servir realitat virtual i mixta. Mostrem que és possible investigar emocions empíricament en contextos realistes que van més enllà de les disposicions estàndard de laboratori, mentre, a la vegada, mantenen un alt grau de control sobre les variables mesurades. Basat en els nostres resultats, introduïm el BrainX3, un sistema adaptatiu, empàtic i immersiu per a l'exploració de dades neurocientífiques complexes. La novetat de la nostra aplicació consisteix en la connexió entre estats implícits de l'ésser humà i el poder computacional de les màquines per a explorar grans bases de dades i potenciar el procés de descobriment. Fent servir BrainX3, demostrem que les habilitats intrínseques conscients i inconscients de l'humà juguen un paper primordial en el disseny de l'arquitectura d'interfícies de nova generació per a abordar reptes científics com el devessall de dades.

The constant development of ubiquitous computing has enabled the pervasive integration of sensing and display technologies in everyday public settings. Urban digital screens are increasingly dominating the visual cityscape, and a growing amount of data, generated through social and environmental processes is being recorded and tracked. While urban screens serve predominantly commercial or entertainment purposes and ubicomp research has mainly focused on data-driven efficiency optimization, little is known on how urban data, and the technologies able to acquire and display it, can be of true value to its citizen, the people who generate it. This dissertation takes on the challenge to investigate the role of data visualization, combined with situated sensing and display technologies, in supporting social and civic purposes and public space. After an initial design inquiry on public visualization, three studies are presented, which all examine the concept in different socially relevant contexts and provide design, empirical and reflective contributions. The three studies demonstrate how situated visualization displays i) can improve perception, and lead to sustained behavior change; ii) can increase social awareness and discourse; and iii) can influence meaningful participation and a range of social interactions. This dissertation also provides an elaborate discussion of the implications for the design, use and evaluation of citizen-driven public visualization as a tool to increase public awareness, participation and discourse. / El constant desenvolupament de la computació ubiqua ha permès la integració de les tecnologies de detecció i visualització a llocs públics quotidians. Pantalles digitals urbanes dominen cada vegada més el paisatge urbà visual, i una creixent quantitat de dades, generades a través dels processos socials i ambientals, s’està enregistrant i monitoritzant. No obstant, les pantalles urbanes serveixen propòsits predominantment comercials o d’entreteniment, i la recerca ubicomp s’ha centrat principalment en la millora de la eficiència i la productivitat a la ciutat. Tot i així, no se’n coneix gaire de com les dades urbanes, al ser adquirides i mostrades, poden ser útils per als ciutadans, és a dir, per a les mateixes persones que han generat les dades. Aquesta tesi assumeix el repte d’investigar el paper de la visualització de dades, combinat amb tecnologies de detecció i visualització, amb propòsits socials i cívics a l’espai públic. Després d’una investigació inicial es presenten tres estudis que examinen el concepte en diferents contextos de rellevància social i aporten contribucions de disseny, empíriques i reflexives. Els tres estudis demostren com les pantalles de visualització situades poden i) millorar la percepció i donar lloc a un canvi de comportament sostingut; ii) augmentar la consciència social i el discurs; i iii) influir a la participació i a una àmplia gamma d’interaccions socials. Aquesta tesi també ofereix una elaborada discussió de les implicacions al disseny, l’ús i la avaluació de la visualització pública ciutadana com a eina per augmentar la consciència, la participació i el discurs a l’espai públic.

Aquesta tesi doctoral tracta sobre Enginyeria Kansei (EK), una tècnica per traslladar emocions transmeses per productes en paràmetres tècnics, i sobre mètodes estadístics que poden beneficiar la disciplina. El propòsit bàsic de l'EK és descobrir de quina manera algunes propietats d'un producte transmeten certes emocions als seus usuaris. És un mètode quantitatiu, i les dades es recullen típicament fent servir qüestionaris. S'extreuen conclusions en analitzar les dades recollides, normalment usant algun tipus d'anàlisi de regressió. L'EK es pot situar en l'àrea de recerca del disseny emocional. La tesi comença justificant la importància del disseny emocional. Com que el rang de tècniques usades sota el nom d'EK és extens i no massa clar, la tesi proposa una definició d'EK que serveix per delimitar el seu abast. A continuació, es suggereix un model per desenvolupar estudis d'EK. El model inclou el desenvolupament de l'espai semàntic – el rang d'emocions que el producte pot transmetre – i l'espai de propietats – les variables tècniques que es poden modificar en la fase de disseny. Després de la recollida de dades, l'etapa de síntesi enllaça ambdós espais (descobreix com diferents propietats del producte transmeten certes emocions). Cada pas del model s'explica detalladament usant un estudi d'EK realitzat per aquesta tesi: l'experiment dels sucs de fruites. El model inicial es va millorant progressivament durant la tesi i les dades de l'experiment es van reanalitzant usant noves propostes.Moltes inquietuds pràctiques apareixen quan s'estudia el model per a estudis d'EK esmentat anteriorment (entre d'altres, quants participants són necessaris i com es desenvolupa la sessió de recollida de dades). S'ha realitzat una extensa revisió bibliogràfica amb l'objectiu de respondre aquestes i altres preguntes. Es descriuen també les aplicacions d'EK més habituals, juntament amb comentaris sobre idees particularment interessants de diferents articles. La revisió bibliogràfica serveix també per llistar quines són les eines més comunament utilitzades en la fase de síntesi.La part central de la tesi se centra precisament en les eines per a la fase de síntesi. Eines estadístiques com la teoria de quantificació tipus I o la regressió logística ordinal s'estudien amb detall, i es proposen diverses millores. En particular, es proposa una nova forma gràfica de representar els resultats d'una regressió logística ordinal. S'introdueix una tècnica d'aprenentatge automàtic, els conjunts difusos (rough sets), i s'inclou una discussió sobre la seva idoneïtat per a estudis d'EK. S'usen conjunts de dades simulades per avaluar el comportament de les eines estadístiques suggerides, la qual cosa dóna peu a proposar algunes recomanacions.Independentment de les eines d'anàlisi utilitzades en la fase de síntesi, les conclusions seran probablement errònies quan la matriu del disseny no és adequada. Es proposa un mètode per avaluar la idoneïtat de matrius de disseny basat en l'ús de dos nous indicadors: un índex d'ortogonalitat i un índex de confusió. S'estudia l'habitualment oblidat rol de les interaccions en els estudis d'EK i es proposa un mètode per incloure una interacció, juntament amb una forma gràfica de representar-la. Finalment, l'última part de la tesi es dedica a l'escassament tractat tema de la variabilitat en els estudis d'EK. Es proposen un mètode (basat en l'anàlisi clúster) per segmentar els participants segons les seves respostes emocionals i una forma d'ordenar els participants segons la seva coherència en valorar els productes (usant un coeficient de correlació intraclasse). Com que molts usuaris d'EK no són especialistes en la interpretació de sortides numèriques, s'inclouen representacions visuals per a aquests dos nous mètodes que faciliten el processament de les conclusions. / Esta tesis doctoral trata sobre Ingeniería Kansei (IK), una técnica para trasladar emociones transmitidas por productos en parámetros técnicos, y sobre métodos estadísticos que pueden beneficiar la disciplina. El propósito básico de la IK es descubrir de qué manera algunas propiedades de un producto transmiten ciertas emociones a sus usuarios. Es un método cuantitativo, y los datos se recogen típicamente usando cuestionarios. Se extraen conclusiones al analizar los datos recogidos, normalmente usando algún tipo de análisis de regresión.La IK se puede situar en el área de investigación del diseño emocional. La tesis empieza justificando la importancia del diseño emocional. Como que el rango de técnicas usadas bajo el nombre de IK es extenso y no demasiado claro, la tesis propone una definición de IK que sirve para delimitar su alcance. A continuación, se sugiere un modelo para desarrollar estudios de IK. El modelo incluye el desarrollo del espacio semántico – el rango de emociones que el producto puede transmitir – y el espacio de propiedades – las variables técnicas que se pueden modificar en la fase de diseño. Después de la recogida de datos, la etapa de síntesis enlaza ambos espacios (descubre cómo distintas propiedades del producto transmiten ciertas emociones). Cada paso del modelo se explica detalladamente usando un estudio de IK realizado para esta tesis: el experimento de los zumos de frutas. El modelo inicial se va mejorando progresivamente durante la tesis y los datos del experimento se reanalizan usando nuevas propuestas. Muchas inquietudes prácticas aparecen cuando se estudia el modelo para estudios de IK mencionado anteriormente (entre otras, cuántos participantes son necesarios y cómo se desarrolla la sesión de recogida de datos). Se ha realizado una extensa revisión bibliográfica con el objetivo de responder éstas y otras preguntas. Se describen también las aplicaciones de IK más habituales, junto con comentarios sobre ideas particularmente interesantes de distintos artículos. La revisión bibliográfica sirve también para listar cuáles son las herramientas más comúnmente utilizadas en la fase de síntesis. La parte central de la tesis se centra precisamente en las herramientas para la fase de síntesis. Herramientas estadísticas como la teoría de cuantificación tipo I o la regresión logística ordinal se estudian con detalle, y se proponen varias mejoras. En particular, se propone una nueva forma gráfica de representar los resultados de una regresión logística ordinal. Se introduce una técnica de aprendizaje automático, los conjuntos difusos (rough sets), y se incluye una discusión sobre su idoneidad para estudios de IK. Se usan conjuntos de datos simulados para evaluar el comportamiento de las herramientas estadísticas sugeridas, lo que da pie a proponer algunas recomendaciones. Independientemente de las herramientas de análisis utilizadas en la fase de síntesis, las conclusiones serán probablemente erróneas cuando la matriz del diseño no es adecuada. Se propone un método para evaluar la idoneidad de matrices de diseño basado en el uso de dos nuevos indicadores: un índice de ortogonalidad y un índice de confusión. Se estudia el habitualmente olvidado rol de las interacciones en los estudios de IK y se propone un método para incluir una interacción, juntamente con una forma gráfica de representarla. Finalmente, la última parte de la tesis se dedica al escasamente tratado tema de la variabilidad en los estudios de IK. Se proponen un método (basado en el análisis clúster) para segmentar los participantes según sus respuestas emocionales y una forma de ordenar los participantes según su coherencia al valorar los productos (usando un coeficiente de correlación intraclase). Puesto que muchos usuarios de IK no son especialistas en la interpretación de salidas numéricas, se incluyen representaciones visuales para estos dos nuevos métodos que facilitan el procesamiento de las conclusiones. / This PhD thesis deals with Kansei Engineering (KE), a technique for translating emotions elicited by products into technical parameters, and statistical methods that can benefit the discipline. The basic purpose of KE is discovering in which way some properties of a product convey certain emotions in its users. It is a quantitative method, and data are typically collected using questionnaires. Conclusions are reached when analyzing the collected data, normally using some kind of regression analysis. Kansei Engineering can be placed under the more general area of research of emotional design. The thesis starts justifying the importance of emotional design. As the range of techniques used under the name of Kansei Engineering is rather vast and not very clear, the thesis develops a detailed definition of KE that serves the purpose of delimiting its scope. A model for conducting KE studies is then suggested. The model includes spanning the semantic space – the whole range of emotions the product can elicit – and the space of properties – the technical variables that can be modified in the design phase. After the data collection, the synthesis phase links both spaces; that is, discovers how several properties of the product elicit certain emotions. Each step of the model is explained in detail using a KE study specially performed for this thesis: the fruit juice experiment. The initial model is progressively improved during the thesis and data from the experiment are reanalyzed using the new proposals. Many practical concerns arise when looking at the above mentioned model for KE studies (among many others, how many participants are used and how the data collection session is conducted). An extensive literature review is done with the aim of answering these and other questions. The most common applications of KE are also depicted, together with comments on particular interesting ideas from several papers. The literature review also serves to list which are the most common tools used in the synthesis phase. The central part of the thesis focuses precisely in tools for the synthesis phase. Statistical tools such as quantification theory type I and ordinal logistic regression are studied in detail, and several improvements are suggested. In particular, a new graphical way to represent results from an ordinal logistic regression is proposed. An automatic learning technique, rough sets, is introduced and a discussion is included on its adequacy for KE studies. Several sets of simulated data are used to assess the behavior of the suggested statistical techniques, leading to some useful recommendations. No matter the analysis tools used in the synthesis phase, conclusions are likely to be flawed when the design matrix is not appropriate. A method to evaluate the suitability of design matrices used in KE studies is proposed, based on the use of two new indicators: an orthogonality index and a confusion index. The commonly forgotten role of interactions in KE studies is studied and a method to include an interaction in KE studies is suggested, together with a way to represent it graphically. Finally, the untreated topic of variability in KE studies is tackled in the last part of the thesis. A method (based in cluster analysis) for finding segments among subjects according to their emotional responses and a way to rank subjects based on their coherence when rating products (using an intraclass correlation coefficient) are proposed. As many users of Kansei Engineering are not specialists in the interpretation of the numerical output from statistical techniques, visual representations for these two new proposals are included to aid understanding.