Ingeniero Civil de Minas / Los actuales avances tecnológicos han hecho posible el desarrollo de tecnologías autónomas, capaces de operar sin la necesidad de que un operador humano intervenga. En el último tiempo y como una herramienta para sobrellevar los desafíos que enfrenta la industria minera, algunas empresas han decidido dar un salto tecnológico e implementar soluciones autónomas en sus operaciones. Estas implementaciones son recientes y escasas, por lo que la cantidad de información disponible es insuficiente en muchos aspectos y gran parte de la que existe es brindada por las mismas empresas proveedoras, por lo que cierto sesgo no sería extraño. El objetivo del trabajo es determinar qué parámetros del diseño y la planificación minera serán afectados por esta tecnología y cómo variarán ante este impacto. El análisis de los efectos que tiene la implementación de tecnologías autónomas se basó en una primera etapa de recopilación de información relativa a este tipo de tecnologías, una etapa posterior de definición de los potenciales parámetros de diseño y planificación minera que podrían verse afectados por el uso de estas tecnologías, y una etapa final de validación de los efectos de estas tecnologías a través del caso de los camiones autónomos. Los resultados del estudio indican que los mayores beneficios al incorporar tecnologías autónomas serían; un aumento en la seguridad y una mejora en las condiciones laborales de los empleados, una mayor utilización de los equipos, menores tasas de desgaste de los neumáticos, un consumo más eficiente de combustible y, como resultado de lo anterior, una mayor productividad de los equipos. Esto, principalmente asociado a las ventajas de usar tecnologías autónomas, con las cuales los operadores pasan a trabajar en una sala de control, lejos de las actividades potencialmente riesgosas. Al carecer de un operador, no son necesarios los tiempos de colación ni cambios de turnos y se elimina el factor humano en la toma de decisiones, además le brindan consistencia y continuidad a la operación. Por otro lado, el principal perjuicio detectado al incorporar tecnologías autónomas sería en el diseño minero, el funcionamiento interno de estos equipos y las particularidades en su operación hacen necesario tener un diseño con mayores holguras, principalmente en términos del ancho de las rampas y de los frentes de carguío. En general y según la evidencia encontrada, el uso de este tipo de tecnologías se muestra como una alternativa factible para mejorar las operaciones mineras y enfrentar los desafíos que enfrenta la industria.

[EN] The main objective of Doctoral Thesis "Modelling Concurrency in Distributed Multi-Agent Systems: Cooperating Automata" is the definition and extension of a model conceived to describe multi-agent systems that combines desirable features of the "Petri Nets" and "Automata Theory". Another goal is the definition of an automated analysis mechanism over the model in order to simplify those systems in subsystems to detect critical parts even before the end of the modelling phase. The last objective of the Doctoral Thesis is to develop some software tools in order to help designers with the edition, analysis and provide simulation of the systems modelled. The expressive power of the model of the Cooperating Automata (CA) when describing concurrent systems has been swoen as one of the contributions of the Thesis. The model has been compared with other similar proposals in the literature such as "Parallel Finite Automata", "Team Automata" and "Reference Nets". Some convertion algorithms between AC and these proposal has been presented also. Another contribution of the author is an extension of the original model, the Extended Cooperating Automata (ECA), which aims to improve usability and reduce the state diagram of automatons without sacrificing any of the desirable features of the original model. This extension has been defined adding clarity and readability to the resulting models and a more natural approach to represent common situations without the use of the full model of the Cooperative Automata because, in this case, some properties such as boundedness are undecidable. The ECA model expressive power is completely equivalent to the original model. However, systems modelled with ECA are quite simple compared to the same systems modelled with CA. The same translations between systems shown before are now simplified. And another conversion two-ways algorithm between CA and ECA has been also described. The complexity of new systems, and consequently their respective models, has been increasing constantly. In this sense, simplifying but also detecting problems as bottlenecks is crucial at early stages of the design. Doing so over the implementation or implantation phases may duplicate the budget of the whole construction of a given system. Some relations between ECA model parts has been defined in order to perform this authomatic analysis. i.e. Linking relation between an automaton and a transaction rule, Concurrency relation between two automata, and Competition relation between two transaction rules. These relations are defined with four levels of certainty from the weakest to the strongest. The weakest relations can be obtaied automatically at design time. An algorithm of calculus can be applied to these relations in order to identify different threads, critical parts of the system and even superfluous or unifiable elements. This analysis can be performed regardless of heuristic knowledge about the system. An example of this analysis (applied over a system where the names of rules, controllers, actions and statements have been coded to conceal this heuristic) has been included also. Finally, two software tools are presented, the first is a support system for modeling with ECA, which guides the designer with the description of the different parts that comprise the model. It includes syntax check and also can perform the a priori analysis automatically during the design stage. This tool presents a report of the analysis results. The second tool is an extended simulator capable to simulate both AC systems as ACE. The simulator provide non-determinism choice of rules and/or automata during execution. / [ES] La Tesis Doctoral "Modelización de la concurrencia en sistemas distribuidos multiagente: autómatas cooperativos" tiene como objetivo final la definición y extensión de un modelo para la descripción de sistemas multiagente que aúne características deseables de las "Redes de Petri" y la "Teoría de Autómatas", así como la definición de un mecanismo automatizable de análisis sobre los sistemas descritos con este modelo que permite la simplificación de los mismos en sub-sistemas y la detección de partes críticas antes incluso de finalizar el modelado. También como objetivo se persigue dotar al sistema de un software de ayuda que automatice las partes de diseño, de análisis y de simulación de los sistemas descritos. Como aportaciones de la Tesis Doctoral se muestra la potencia expresiva del modelo de los Autómatas Cooperativos (AC) a la hora de describir sistemas concurrentes, además partiendo del modelo de los AC se realiza una comparativa de los mismos con otros modelos presentes en la literatura, como son los "Autómatas finitos Paralelos", los "Autómatas Team", y las "Redes de referencias", presentando en su caso mecanismos semiautomáticos de conversión entre los Automatas Cooperativos y ellos. En la Tesis Doctoral también se define una extensión del modelo original cuyo objetivo es de mejorar su usabilidad y reducir el diagrama de estados de los autómatas sin renunciar a ninguna de las características deseables del modelo original, pero añadiendo, sin embargo, mayor claridad y legibilidad a los modelos resultantes y una manera más natural de enfocar situaciones habituales sin necesidad del uso del modelo completo de los Autómatas Cooperativos dado que en este caso no hay decibilidad sobre determinadas propiedades como la de acotamiento. Los, así llamados, Autómatas Cooperativos Extendidos (ACE), cuya equivalencia expresiva con el modelo original es completa, permiten simplificar en gran medida y a tal efecto se muestran las simplificaciones resultantes en las conversiones entre sistemas desarrolladas anteriormente, así como un algoritmo de conversión entre el modelo AC original y el extendido. Una vez realizada la extensión se plantea la necesidad de realizar un análisis de los sistemas modelados identificando partes críticas y subprocesos durante las etapas más temprana del diseño y que este análisis fuera, dentro de lo posible, automático. Para realizar dicho análisis se definen formalmente las relaciones existentes entre las distintas componentes del modelo. Más concretamente las relaciones de vinculación entre autómatas y reglas, las de concurrencia de autómatas en reglas y las de competencia de reglas por autómatas. Dichas relaciones se definen con cuatro niveles de certidumbre siendo la más débil la que puede obtenerse automáticamente en tiempo de diseño. Una vez explicadas las relaciones propone un algoritmo de cálculo que permite identificar tanto los subprocesos, las partes críticas del sistema e incluso los elementos supérfluos o unificables, independientemente del conocimiento heurístico que sobre el sistema a modelar se tenga. Un ejemplo de este cálculo presenta sobre un sistema tipo donde los nombres de reglas, autómatas, acciones y estados han sido codificados para ocultar dicha heurística. Finalmente se presentan dos herramientas software, la primera es un sistema de ayuda para el modelado con los Autómatas Cooperativos Extendidos, que guia al diseñador en la descripción de las diferentes partes de las que consta el modelo verifica la sintaxis del mismo y parte de la lógica del mismo y a su vez permite realizar el análisis a priori antes mencionado de forma automática en cualquier momento del diseño, presentando un informe del resultado del mismo. La segunda es un simulador a su vez extendido para simular tanto sistemas AC como ACE y que permite el uso de no determinismo en la elección tanto de reglas como de autómatas. / [CA] La Tesi Doctoral "Modelització de la concurrència en sistemes distribuïts multiagent: autòmats cooperatius" té com a objectiu final la definició i extensió d'un model per a la descripció de sistemes multiagent que uneix característiques desitjables de les "Xarxes de Petri" i la "Teoria d'Autòmats", així com la definició d'un mecanisme automatitzable d'anàlisi sobre els sistemes descrits amb aquest model que permet la simplificació dels mateixos en sub-sistemes i la detecció de parts crítiques abans fins i tot de finalitzar el modelatge. També com a objectiu es persegueix dotar al sistema de programes d'ajuda que automatitzen les parts de disseny, d'anàlisi i de simulació dels sistemes descrits. Com a aportacions de la Tesi Doctoral es mostra la potència expressiva del model dels Autòmats Cooperatius (AC) a l'hora de descriure sistemes concurrents, a més, partint del model dels AC, es realitza una comparativa dels mateixos amb altres models presents en la literatura, com són els "Autòmats finits Paral·lels", els "Autòmats Team", i les "Xarxes de referències", presentant si escau mecanismes semiautomàtics de conversió entre els Autòmats Cooperatius i ells. En la Tesi Doctoral també es defineix una extensió del model original que el seu objectiu és de millorar la seua usabilitat i reduir el diagrama d'estats dels autòmats sense renunciar a cap de les característiques desitjables del model original, però afegint, no obstant açò, major claredat i llegibilitat als models resultants i una manera més natural d'enfocar situacions habituals sense necessitat de l'ús del model complet dels Autòmats Cooperatius atès que en aquest cas no hi ha decibilidad sobre determinades propietats com la d'acotament. Els, així anomenats, Autòmats Cooperatius Estesos (*ACE), l'equivalència expressiva dels quals amb el model original és completa, permeten simplificar en gran mesura i a aquest efecte es mostren les simplificacions resultants en les conversions entre sistemes desenvolupades anteriorment, així com un algorisme de conversió entre el model AC original i l'estès. Una vegada realitzada l'extensió es planteja la necessitat de realitzar una anàlisi dels sistemes modelats identificant parts crítiques i sub-processos durant les etapes més primerenca del disseny i que aquesta anàlisi fora, en la mesura del possible, automàtic. Per a realitzar aquesta anàlisi es defineixen formalment les relacions existents entre les diferents components del model. Més concretament les relacions de vinculació entre autòmats i regles, les de concurrència d'autòmats en regles i les de competència de regles per autòmats. Aquestes relacions es defineixen amb quatre nivells de certitud sent la més feble la que pot obtenir-se automàticament en temps de disseny. Una vegada explicades les relacions proposa un algorisme de càlcul que permet identificar tant els *sub-processos, les parts crítiques del sistema i fins i tot els elements innecesaris o unificables, independentment del coneixement heurístic que sobre el sistema a modelar es tinga. Un exemple d'aquest càlcul presenta sobre un sistema tipus on els noms de regles, autòmats, accions i estats han sigut codificats per a ocultar aquesta heurística. Finalment es presenten dues eines software, la primera és un sistema d'ajuda per al modelatge amb els Autòmats Cooperatius Estesos, que ajuda al dissenyador en la descripció de les diferents parts de les quals consta el model verifica la sintaxi del mateix i part de la lògica del mateix i al seu torn permet realitzar l'anàlisi a priori abans esmentat de forma automàtica en qualsevol moment del disseny, presentant un informe del resultat del mateix. La segona és un simulador al seu torn estès per a simular tant sistemes AC com ACE i que permet l'ús de no determinisme en l'elecció tant de regles com d'autòmats. / Herrero Cuco, C. (2015). Modelización de la concurrencia en sistemas distribuidos multiagente: autómatas cooperativos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59442

El proyecto consiste en implementar un robot bípedo que sea capaz de caminar y de captar imágenes a través de una cámara inalámbrica en la parte superior del cuerpo, actuando como si fuera la cabeza del robot. El robot cuenta con cinco grados de libertad en cada pierna y dos grados de libertad en la cabeza lo que suma un total de doce grados de libertad. Los servomotores vienen a ser los actuadores para cada articulación y son controlados por un microcontrolador PIC. El firmware implementado en el microcontrolador puede llegar a controlar hasta 24 servomotores, en caso de que se desee implementar los brazos del robot. Además, se desarrolló un programa en Borland C++ 6.0 que funciona como el editor de secuencias de movimientos del robot. Mediante este programa se prueban diferentes secuencias hasta llegar a una óptima. El programa es intuitivo y fácil de usar por lo que no se requiere conocimientos avanzados para poder elaborar una secuencia para el robot. Una vez elaborada la secuencia, esta puede ser grabada en una memoria 4 EEPROM para que el robot pueda ejecutar esa secuencia sin necesidad de estar conectada a la computadora. / Tesis

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Ingeniero Civil Matemático / El presente trabajo consiste en el estudio de la complejidad computacional en algunas redes de autómatas. En particular en el problema de decisión, que llamamos PER, el cual consiste en predecir cambios de estado en un nodo determinado cuando la red se actualiza según una regla determinada. Dentro de los primeros en introducir complejidad computacional a los autómatas celulares (CA) y sistemas relacionados podemos destacar a C. Moore [19] quien estudió la regla de la mayoría estricta en lattices d-dimensionales, y a T. Neary con D.Woods [23], que prueban la P-Complitud de la regla 110 en autómatas unidimensionales. Estos estudios son interesantes porque, por un lado, usualmente es muy difícil obtener caracterizaciones del comportamiento general de la dinámica de un autómata celular en el tiempo; y por otro lado, están relacionados con el procesamiento paralelo de la información y algoritmos, ya que algunos CA son capaces de emular una máquina de Turing universal. Luego, la idea es construir un puente entre estos dos aspectos del problema: la naturaleza de su dinámica y sus capacidades algorítmicas. Por lo general estos trabajos se enfocan en acotar el problema por arriba , determinando P-Complitud. Este trabajo es novedoso en el sentido que a lo anterior agregamos un acota- miento por abajo , buscando demostrar que cuando el problema no es P-Completo, entonces debe ser eficientemente paralelizable, es decir, pertenecer a la clase NC. Esto lo haremos va- riando primero la topología de la red considerando siempre un modo de iterar paralelo, y posteriormente determinando la influencia de distintos modos de iterar en la complejidad. En términos más concretos, estudiaremos la complejidad computacional de Bootstrap Percolation (Capítulo 2). El resultado principal es que, para esta regla, el problema de decisión PER está en NC si restringimos al grafo que define a la red a pertenecer a la familia que tiene grado máximo pequeño, y en caso contrario el problema es P-Completo. Luego, en el Capítulo 3, cambiaremos a la regla de la mayoría estricta, donde el principal resultado del capítulo será que para esta regla PER es P-Completo en la familia de grafos planares. Finalmente, en el cuarto capítulo estudiaremos cómo varían los resultados anteriores cuando consideramos distintos modos de actualizar los estados de la red. El resultado principal tendrá relación con los distintos modos de iterar considerando en cada nodo una función booleana AND u OR. Por último, daremos algunas conclusiones y problemas abiertos. El trabajo aquí expuesto ha permitido una publicación en Theoretical Computer Science llamado The complexity of Bootstrapping Percolation [10], una charla invitada (Winter FRAC 2012, París), una conferencia invitada (CA2012 Córcega), un artículo actualmente enviado a Advances in Applied Mathematics y otro en desarrollo.

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En los métodos por hundimiento, las características del flujo de mineral y estéril tienen un gran impacto en la recuperación y el contenido de dilución. A nivel operacional, la recuperación de mineral es controlada por el espaciamiento entre puntos de extracción y por la política de tiraje. En la actualidad, la determinación de espaciamiento entre puntos de extracción se lleva a cabo generalmente consultando la guía de diseño propuesta por D. Laubscher, que data de hace más de 20 años, y la cual fue concebida inicialmente para métodos de hundimiento por bloques. A pesar que las guías de diseño actuales son ampliamente ocupadas en la industria, aparentemente éstas no han sido respaldadas con mediciones en terreno. En este trabajo de título se propone una metodología alternativa para definir el espaciamiento entre puntos de extracción, en la cual se considera la recuperación de mineral para una malla de extracción determinada, y los costos asociados, con el fin de seleccionar la malla de extracción que aporte un mayor beneficio económico. La individualización de cada escenario de configuración de puntos de extracción se logra con la utilización de un simulador de flujo tipo autómata celular, FlowSim, el cual previamente a este trabajo fue calibrado y validado con resultados de experimentos a escala de laboratorio. Con este simulador se logra incorporar explícitamente dentro de la metodología de diseño propuesta el flujo gravitacional de la roca fragmentada post hundimiento. Para asegurar la capacidad del simulador de representar el fenómeno de flujo gravitacional a escala mina, el modelo se sometió a una nueva prueba de validación, esta vez con datos de leyes muestreadas en la mina Esmeralda de Codelco-Chile. Los resultados arrojaron que FlowSim es capaz de representar los patrones de flujo de material fragmentado hundido dentro de un 10 % de error. Posteriormente, se simuló diferentes configuraciones de espaciamiento entre puntos de extracción para una malla tipo Teniente, variando el espaciamiento a lo largo del pilar mayor y del pilar menor, y variando además la altura de columna. Para una configuración determinada, se pudo apreciar un aumento en el tonelaje al cual se presenta la dilución en los puntos a medida que se aumentaba la altura de columna simulada. Con los resultados de estas simulaciones se generó un gráfico bidimensional de porcentaje de entrada de la dilución, en función de la distancia entre calles y distancia entre estocadas de carguío, para una altura de columna en particular. Al comparar los resultados de este estudio con la metodología de Laubscher, se obtuvo que el porcentaje de entrada de la dilución estimado se encuentra en un rango menor al propuesto en la guía de Laubscher. Con el fin de evaluar económicamente la factibilidad de distintas mallas de extracción, se utilizó el gráfico de diseño para analizar diferentes espaciamientos. Los resultados de la evaluación económica muestran que para una malla dada y ley media de yacimiento, existe un espaciamiento entre puntos de extracción en el cual el beneficio se puede maximizar. En esta nueva metodología mediante una decisión técnico económica se logra identificar los principales factores para definir el espaciamiento entre puntos de extracción: tipo de yacimiento y recuperación de mineral.

Escasas soluciones e ineficientes métodos en automatización de sistema de guiado de AGV’s (Vehículos de guiado autónomo) en distribución de pequeña mercadería en almacenes de pequeñas y medianas empresas en el mercado nacional. El uso de los Kiva robots que han aumentado significativamente la eficiencia de las operaciones mientras que hace la vida de los empleados más sencilla. Los robots Kiva recortan la parte dura de "recoger", trabajar y traer artículos directamente a los trabajadores, quienes procesan los pedidos. Por esta razón, se puede decir que la empresas líderes entre otras implementan métodos de automatización de almacenes, para proteger a su capital humano, su imagen y prestigio. Asimismo debido a esta situación cada día se están implementando nuevos métodos para manejar y automatizar más almacenes. / Tesis

La presente tesis toma como eje central el modelado de sistemas dinámicos mediante Autómatas Celulares (ACs). Los ACs permiten modelar un sistema enunciando el comportamiento microscópico a fin de obtener un comportamiento macroscópico correcto. Una de los principales campos donde esta metodología ha sido aplicada (y la cual forma otro de los puntos centrales de esta tesis) es el modelado del Grabado Anisótropo Húmedo (GAH). El GAH es un proceso químico el cual permite realizar microestructuras de silicio tridimensionales, lo que le ha permitido convertirse en una importante técnica de microfabricación. El GAH se utiliza para el micromaquinado de Sistemas Micro-Electro-Mecánicos (MEMS). Los MEMS consisten en la integración de elementos mecánicos, sensores, actuadores y electrónica en un substrato de silicio común a través de la tecnología de microfabricación. Los MEMS tienen una gran influencia en la industria puesto que dispositivos fabricados mediante esta tecnología se utilizan de forma intensiva en diversos campos tales como: sistemas de seguridad en automoción, sensores de movimiento en electrónica de consumo o inyectores en sistemas de impresión. El GAH es un proceso complejo cuyo resultado depende en gran medida de los diversos parámetros del proceso: (disolución, temperatura, tiempo), por lo que la utilización de un simulador previo a la realización del experimento puede suponer un gran ahorro en cuestión de tiempo y material. Los simuladores actuales de GAH basados en ACs poseen diversas limitaciones: Tiempos de computación muy elevados debido a los altos requisitos computacionales de los ACs, un reducido conjunto de calibraciones existentes, así como la imposibilidad de simular el GAH basado en nuevos atacantes tales como TMAH+Triton. La resolución de estas limitaciones es abordada en diversos capítulos de la tesis. / Ferrando Jódar, N. (2011). Estudio, Modelado e Implementación Paralela de Sistemas Celulares Utilizados en Microfabricación [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/10984

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