This work explores the multidimensional, ambiguous and temporal characteristics of tonality. The approach relies on interfacing pitch-spaces with time vs. time-scale descriptions. In this combined representation, the spatial and temporal hierarchies of tonality are evidenced simultaneously and in relation to each other. A visual exploration method is proposed for the analysis of tonal context in music works, using a simple model of tonal induction. The method is extended for the analysis of music based on tonal systems beyond the major-minor paradigm. Two perceptual studies are approached from this descriptive framework. The first study evidences the impact of time-scale in a simple mode of tonal induction, and analyses the mathematical artefacts introduced by evaluations in scaled spaces. In the second study, a model of contextual instability is proposed and discussed in relation to the modelling of tonal tension. The analysis and representation methods are then generalised, through a set-class theoretical domain. / Esta tesis analiza la naturaleza ambigua, multidimensional y temporal de la tonalidad. El método propuesto parte de la conexión entre espacios tonales y descripciones en tiempo y escala temporal. Esta representación conjunta pone de manifiesto la relación entre las jerarquías espaciales y temporales de la tonalidad. Utilizando un modelo simple de inducción tonal, se propone un método de exploración visual del contexto tonal en obras musicales. Dos estudios perceptuales son abordados desde el entorno descriptivo propuesto. En el primer estudio, se pone en evidencia el impacto de la escala temporal como parámetro de un modelo simple de inducción tonal, y se analizan los artificios matemáticos introducidos por evaluaciones en espacios escalados dimensionalmente. En el segundo estudio se propone un modelo de inestabilidad contextual, y se analiza en relación al modelado de la tensión tonal. El método de análisis se generaliza, a través de una categorización contextual en set-classes.

Una parte imporante de la teoría de códigos es la de determinar cotas del número de palabras de un código. Uno de los problemas fundamentales de la teoría de códigos es encontrar códigos con la máxima distancia mínima d. Los investigadores han encontrado diferentes cotas superiores e inferiores para los códigos lineales y no lineales, por ejemplo cotas de Plotkin, Johnson, Singleton, Elias, Linear Programming, Griesmer, Gilbert y Varshamov. En esta tesis se ha estudiado la cota de Singleton, que es una cota superior de la distancia mínima de un código, y se han definido los códigos Z2Z4-aditivos a distancia máxima separable (MDS). Dos cotas diferentes se presentan en este trabajo en el que se han caracterizado todos los códigos Z2Z4-aditivos a distancia máxima separable con respecto a la cota de Singleton (MDSS) y condiciones en los parámetros para códigos Z2Z4-aditivos a distancia máxima separable con respecto a la cota obtenida a partir del rango (MDSR). La generación de nuevos códigos ha sido siempre un tema interesante, dando lugar al estudio de las propiedades de estos nuevos códigos generados y a establecer nuevos resultados. Los códigos autoduales son una clase importante de códigos. Hay numerosas construcciones de códigos autoduales a partir de objetos combinatorios. En este trabajo se han dado dos métodos para generar códigos autoduales a partir de esquemas de asociación de clase 3; las construcciones pure y bordered. Con estos dos métodos, se han obtenido códigos binarios autoduales a partir de esquemas de asociación de clase 3 no simétricos y códigos sobre Zk a partir de esquemas de asociación rectangulares. Borges, Dougherty y Fernández-Córdoba en 2011 presentaron un método para generar nuevos códigos Z2Z4-aditivos autoduales a partir de otros códigos Z2Z4-aditivos autoduales extendiendo su longitud. En este trabajo se ha comprobado si las propiedades como separabilidad, antipodalidad y el tipo del código se mantienen o no cuando se utiliza este método. / Bounds on the size of a code are an important part of coding theory. One of the fundamental problems in coding theory is to find a code with largest possible distance d. Researchers have found different upper and lower bounds on the size of linear and nonlinear codes e.g., Plotkin, Johnson, Singleton, Elias, Linear Programming, Griesmer, Gilbert and Varshamov bounds. In this dissertation we have studied the Singleton bound, which is an upper bound on the minimum distance of a code, and have defined maximum distance separable (MDS) Z2Z4 additive codes. Two different forms of these bounds are presented in this work where we have characterized all maximum distance separable Z2Z4-additive codes with respect to the Singleton bound (MDSS) and strong conditions are given for maximum distance separable Z2Z4-additive codes with respect to the rank bound (MDSR). Generation of new codes has always been an interesting topic, where one can study the properties of these newly generated codes and establish new results. Self-dual codes are an important class of codes. There are numerous constructions of self-dual codes from combinatorial objects. In this work we have given two methods for generating self-dual codes from 3-class association schemes, namely pure construction and bordered construction. Binary self-dual codes are generated by using these two methods from non-symmetric 3-class association schemes and self-dual codes from rectangular association schemes are generated over Zk. Borges, Dougherty and Fernández-Córdoba in 2011 presented a method to generate new Z2Z4-additive self-dual codes from the existing Z2Z4-additive selfdual codes by extending their length. In this work we have verified whether properties like separability, antipodality and code Type are retained or not, when using this method.

In the last few years some Music Information Retrieval (MIR) researchers have spotted important drawbacks in applying standard successful-in-monophonic algorithms to polyphonic music classification and similarity assessment. Noticeably, these so called “Bag-of-Frames” (BoF) algorithms share a common set of assumptions. These assumptions are substantiated in the belief that the numerical descriptions extracted from short-time audio excerpts (or frames) are enough to capture relevant information for the task at hand, that these frame-based audio descriptors are time independent, and that descriptor frames are well described by Gaussian statistics. Thus, if we want to improve current BoF algorithms we could: i) improve current audio descriptors, ii) include temporal information within algorithms working with polyphonic music, and iii) study and characterize the real statistical properties of these frame-based audio descriptors. From a literature review, we have detected that many works focus on the first two improvements, but surprisingly, there is a lack of research in the third one. Therefore, in this thesis we analyze and characterize the statistical distribution of common audio descriptors of timbre, tonal and loudness information. Contrary to what is usually assumed, our work shows that the studied descriptors are heavy-tailed distributed and thus, they do not belong to a Gaussian universe. This new knowledge led us to propose new algorithms that show improvements over the BoF approach in current MIR tasks such as genre classification, instrument detection, and automatic tagging of music. Furthermore, we also address new MIR tasks such as measuring the temporal evolution of Western popular music. Finally, we highlight some promising paths for future audio-content MIR research that will inhabit a heavy-tailed universe. / En el campo de la extracción de información musical o Music Information Retrieval (MIR), los algoritmos llamados Bag-of-Frames (BoF) han sido aplicados con éxito en la clasificación y evaluación de similitud de señales de audio monofónicas. Por otra parte, investigaciones recientes han señalado problemas importantes a la hora de aplicar dichos algoritmos a señales de música polifónica. Estos algoritmos suponen que las descripciones numéricas extraídas de los fragmentos de audio de corta duración (o frames ) son capaces de capturar la información necesaria para la realización de las tareas planteadas, que el orden temporal de estos fragmentos de audio es irrelevante y que las descripciones extraídas de los segmentos de audio pueden ser correctamente descritas usando estadísticas Gaussianas. Por lo tanto, si se pretende mejorar los algoritmos BoF actuales se podría intentar: i) mejorar los descriptores de audio, ii) incluir información temporal en los algoritmos que trabajan con música polifónica y iii) estudiar y caracterizar las propiedades estadísticas reales de los descriptores de audio. La bibliografía actual sobre el tema refleja la existencia de un número considerable de trabajos centrados en las dos primeras opciones de mejora, pero sorprendentemente, hay una carencia de trabajos de investigación focalizados en la tercera opción. Por lo tanto, esta tesis se centra en el análisis y caracterización de la distribución estadística de descriptores de audio comúnmente utilizados para representar información tímbrica, tonal y de volumen. Al contrario de lo que se asume habitualmente, nuestro trabajo muestra que los descriptores de audio estudiados se distribuyen de acuerdo a una distribución de “cola pesada” y por lo tanto no pertenecen a un universo Gaussiano. Este descubrimiento nos permite proponer nuevos algoritmos que evidencian mejoras importantes sobre los algoritmos BoF actualmente utilizados en diversas tareas de MIR tales como clasificación de género, detección de instrumentos musicales y etiquetado automático de música. También nos permite proponer nuevas tareas tales como la medición de la evolución temporal de la música popular occidental. Finalmente, presentamos algunas prometedoras líneas de investigación para tareas de MIR ubicadas, a partir de ahora, en un universo de “cola pesada”. / En l’àmbit de la extracció de la informació musical o Music Information Retrieval (MIR), els algorismes anomenats Bag-of-Frames (BoF) han estat aplicats amb èxit en la classificació i avaluació de similitud entre senyals monofòniques. D’altra banda, investigacions recents han assenyalat importants inconvenients a l’hora d’aplicar aquests mateixos algorismes en senyals de música polifònica. Aquests algorismes BoF suposen que les descripcions numèriques extretes dels fragments d’àudio de curta durada (frames) son suficients per capturar la informació rellevant per als algorismes, que els descriptors basats en els fragments son independents del temps i que l’estadística Gaussiana descriu correctament aquests descriptors. Per a millorar els algorismes BoF actuals doncs, es poden i) millorar els descriptors, ii) incorporar informació temporal dins els algorismes que treballen amb música polifònica i iii) estudiar i caracteritzar les propietats estadístiques reals d’aquests descriptors basats en fragments d’àudio. Sorprenentment, de la revisió bibliogràfica es desprèn que la majoria d’investigacions s’han centrat en els dos primers punts de millora mentre que hi ha una mancança quant a la recerca en l’àmbit del tercer punt. És per això que en aquesta tesi, s’analitza i caracteritza la distribució estadística dels descriptors més comuns de timbre, to i volum. El nostre treball mostra que contràriament al què s’assumeix, els descriptors no pertanyen a l’univers Gaussià sinó que es distribueixen segons una distribució de “cua pesada”. Aquest descobriment ens permet proposar nous algorismes que evidencien millores importants sobre els algorismes BoF utilitzats actualment en diferents tasques com la classificació del gènere, la detecció d’instruments musicals i l’etiquetatge automàtic de música. Ens permet també proposar noves tasques com la mesura de l’evolució temporal de la música popular occidental. Finalment, presentem algunes prometedores línies d’investigació per a tasques de MIR ubicades a partir d’ara en un univers de “cua pesada”.

The shear-driven incompressible flow in a toroidal cavity of square crosssection(DxD) and radius of curvature Rc has been studied both experimentally andnumerically. The flow has been realized in two toroidal cavities driven by an externalchannel flow adjacent to the top flat lid of the toroid (open-cavity flow configuration).The first toroidal cavity has been designed and constructed for a curvature ratio(=D/Rc) of about =0.51 (D=100.0mm and Rc=195.0 mm). In addition, thetoroid test section, previously, designed by Cushner (2001), for =0.25 (D=50.0mm and Rc=200.0mm) has been used to construct the second facility.The Particle Image Velocimetry (PIV) technique and a Rheoscopic fluid havebeen used to visualize the motion of liquid water at certain vertical and horizontalplanes of the flow domain. Numerical solutions have been obtained by integratingthe incompressible time-dependent Navier-Stokes equations using a fourth-orderaccurate code. In addition to the open-cavity flow arrangement, the toroidal cavitydriven by sliding the top flat wall, Lid-driven cavity (LDC) problem, has beenconsidered in the calculations.The flow visualization experiments have captured the three-dimensionalperiodic structures of Taylor-Görtler vortices (TGV) at Reynolds number of aboutxxRe=1000. Three-dimensional calculations of idealized LDC and open-cavity flowarrangement have resulted in steady two-dimensional flow solutions for smallReynolds numbers. When Reynolds number is sufficiently increased, the twodimensionalflow becomes unstable to different centrifugal-type of modes dependingon curvature of the toroid. Steady modes of short wavelength render the LDC flow,driven by sliding the top wall radially outward, three-dimensional in a slightly curvedenclosure (0.125). When the motion is induced by sliding the top wall radiallyinward, the same type of mode has been obtained regardless of the value. Thedominant modes become time-periodic and of longer wavelength for both opencavityflow (= 0.25 and 0.51) and idealized LDC flow (sliding wall radially outwardwith = 0.25) cases. From the Eulerian viewpoint, the dynamic flow behavior ischaracterized by periodic alternation in the sense of rotation of the TGV. In contrast,for a strongly curved enclosure (0.51) with an outwardly sliding lid, the modes arestationary and of very long wavelength.Heat transport accompanying both 2D and 3D LDC flows has beeninvestigated numerically. The transfer rates have been calculated for a range ofReynolds numbers and curvature ratios. A comparison between the 2D and 3Dnumerical results demonstrates the importance role of Taylor-Görtler vortices inimproving the heat transfer processes. While, for =0.125, the heat transfer rateincreases slightly when the 2D flow becomes three-dimensional, a drastic increase inthe heat transfer has been noticed for =1.0. Thus, Taylor-Görtler modes of longerwavelength favor the mixing process largely.Calculations of the kinetic energy and vorticity budgets have demonstratedthat the first active modes are caused mainly by stretching/tilting of vorticityfluctuations and through an energy exchange between the fluctuating and the meanvorticity / En el presente trabajo, se ha estudiado experimentalmente y numéricamente el flujoincompresible en una cavidad toroidal con una sección transversal cuadrada (DxD) y un radiode curvatura Rc. Este flujo se ha realizado en dos cavidades donde el movimiento de agualiquida se induce por un caudal externo del mismo fluido entre el borde superior de la cavidady su tapa. La primera cavidad toroidal se ha diseñado y construido para una relación decurvatura (= D/Rc) alrededor de 0.51 (D = 100.0 mm y Rc = 195.0 mm). Además, el toroidepreviamente diseñado por Cushner (2001), para = 0.25 (D = 50.0 mm y Rc = 200.0 mm), seha usado para construir la segunda cavidad. La técnicas PIV (Particle Image Velocimetry) ydel fluido reoscópico se han usado para visualizar el flujo en ciertos planos verticales yhorizontales. Los resultados numéricos se han obtenido mediante la integración de lasecuaciones completas de conservación de masa y cantidad de movimiento utilizando uncódigo que cumplimenta un algoritmo de curto orden. Además de la configuración real delflujo, se ha considerado en los cálculos el flujo en la cavidad toroidal inducido idealmente porel deslizamiento radial de la pared superior.Las visualizaciones experimentales del flujo han capturado las estructuras periódicastridimensionales para un numero de Reynolds alrededor de Re = 1000. Los cálculos2tridimensionales de los flujos ideales y reales han dado lugar a unas soluciones estacionariasde flujos bidimensionales para los números de Reynolds pequeños. A números de Reynoldsmás altos, el flujo bidimensional es inestable a diferentes modos de tipo centrífugo,dependiendo de la curvatura del toroide. Los modos estacionarios de longitud de onda cortason responsables en la generación del flujo tridimensional en una cavidad ligeramentecurvada (= 0.125) inducido por el movimiento radial hacia afuera de la pared superior.Cuando el movimiento es inducido por el deslizamiento de la pared hacia dentro, se obtienenlos mismos modos estacionarios para (1.0). Los modos dominantes devienen periódicosen el tiempo y con longitud de onda más larga para tanto para el caso del flujo real (= 0.25y 0.51) como para el caso del flujo ideal (pared con deslizamiento radial hacia afuera, con =0.25). Desde el punto de vista Euleriano, el comportamiento dinámico del flujo se caracterizapor la alternación periódica en el sentido de rotación de las vórtices de Taylor-Görtler. Encontraste, para una cavidad fuertemente curvada (0.51) con el flujo inducido por eldeslizamiento radial hacia fuera de la pared superior, los modos son estacionarios y delongitud de onda muy larga.Los vórtices de Taylor-Görtler juegan un papel importante en la mejora la trasferenciade calor en la cavidad toroidal. Se ha encontrado que los modos de Taylor-Görtler de longitudde onda más larga refuerzan consideradamente el proceso de la mezcla.Los cálculos de la energía cinética y de la vorticidad fluctuante, han demostrado quelos primeros modos activos son causados principalmente por los términos de'stretching/tilting' de las fluctuaciones de vorticidad, y a través de un intercambio de energíaentre la vorticidad fluctuante y la vorticidad media.

The main objective of this thesis is to carry out a multidisciplinary study of the behavior of microblog users. To that end we first explore several user behavior patterns employing data mining techniques. Then we use social science theories of culture and socio-economic indicators to better understand differences and similarities of user behavior across countries. We found several insights on user behavior such as (i) social link recommendations made by current friends have a large effect on link formation and the accepted recommendations have more longevity than other links; (ii) as users mature, they evolve to adopt microblogs as a news media rather than a social network; (iii) the collective behavior of users from some countries standout, based on certain special characteristics such as conversations, reciprocity, etc.; (iv) national culture determines the temporal patterns with which users post, or the extent to which they mention, follow, recommend and befriend others; and (v) socio-economic and cultural features improve the prediction of communication strength among users from different countries. / El objetivo principal de esta tesis es realizar un estudio multidisciplinario sobre la conducta de los usuarios en microblogs. Para ello primero exploramos varios patrones de comportamiento de usuario usando técnicas de minería de datos. Luego usamos algunas teorías de las ciencias sociales en cultura e indicadores socioeconómicos para comprender mejor las diferencias y similitudes del comportamiento de los usuarios en diferentes países. Encontramos varios resultados interesantes sobre el comportamiento del usuario, tales como, (i) las recomendaciones de enlaces sociales hechas por amigos tienen un gran efecto sobre la formación de enlaces sociales y las recomendaciones aceptadas tienen más longevidad que otros enlaces; (ii) a medida que los usuarios maduran, estos evolucionan a usar los microblogs como un medio de comunicación en lugar de una red social; (iii) el comportamiento colectivo de los usuarios de algunos países se destaca en base a ciertas características peculiares, tales como conversaciones, reciprocidad, etc.; (iv) la cultura nacional determina los patrones temporales con los que los usuarios publican mensajes, o el grado en que se mencionan, recomiendan y siguen los unos a los otros; y (v) las características socioeconómicas y culturales ayudan a mejorar la predicción de la intensidad de la comunicación entre los usuarios de diferentes países.

L’objetiu d’aquesta tesi és aprofundir en el concepte de participació i compromís dels usuaris en pàgines web i analitzar com mesurar aquesta interacció. Comencem estudiant les mètriques del comportament online, les quals s’utilitzen habitualment com a representació de la participació de l’usuari, i proposem noves mètriques que consideren aspectes inexplorats de la participació i compromís de l’usuari. A continuació, analitzem una sèrie de casos d’estudi que demostren com aquestes mètriques proporcionen una millor comprensió de la participació i el compromís dels usuaris. En cadascun d’aquests casos d’estudi també analitzem la manera amb la qual les característiques de la pàgina web poden influenciar aquesta interacció. Les nostres troballes principals són: (1) la participació i el compromís de l’usuari varia entre pàgines web i aquesta depèn de les característiques de les mateixes; (2) els usuaris realitzen vàries tasques simultàniament dins les sessions online i això influeix en la interpretació de les mètriques considerades; (3) analitzar la participació i el compromís de l’usuari en diferents pàgines web permet obtenir una comprensió global de les relacions entre elles; i (4) la participació i compromís de l’usuari depèn de la qualitat del contigut i de l’estructura d’enllaços de la pàgina, però també es fonamenta en els propis interessos de l’usuari. / The aim of this thesis is to provide a deeper understanding of how users engage with websites and how to measure this engagement. We start with studying online behaviour metrics, which are commonly employed as a proxy for user engagement, and we propose new metrics that expose so far unconsidered aspects of user engagement. We then conduct several case studies that demonstrate how these metrics provide a deeper understanding of user engagement. Within each case study we also examine how the characteristics of a website influence user engagement. Some of our key findings include: (1) engagement differs between sites and these differences depend on the site itself; (2) users multitask within online sessions and this affects the interpretation of engagement metrics; (3) analysing engagement across sites enables a comprehensive look at user engagement, because this considers the relationships between sites; and (4) engagement depends on the quality of the content and the hyperlink structure of sites, but the interests of users can also drive it.

We investigated the neuronal processes which occur during a decision- making task based on a perceptual classi cation judgment. For this purpose we have analysed three di erent experimental paradigms (somatosensory, visual, and auditory) in two di erent species (monkey and rat), with the common goal of shedding light into the information carried by neurons. In particular, we focused on how the information content is preserved in the underlying neuronal activity over time. Furthermore we considered how the decision, the stimuli, and the con dence are encoded in memory and, when the experimental paradigm allowed it, how the attention modulates these features. Finally, we went one step further, and we investigated the interactions between brain areas that arise during the process of decision- making. / Durant aquesta tesi hem investigat els processos neuronals que es pro- dueixen durant tasques de presa de decisions, tasques basades en un ju- dici l ogic de classi caci o perceptual. Per a aquest prop osit hem analitzat tres paradigmes experimentals diferents (somatosensorial, visual i auditiu) en dues espcies diferents (micos i rates), amb l'objectiu d'il.lustrar com les neurones codi quen informaci on referents a les t asques. En particular, ens hem centrat en com certes informacions estan cod- i cades en l'activitat neuronal al llarg del temps. Concretament, com la informaci o sobre: la decisi o comportamental, els factors externs, i la con- ana en la resposta, b e codi cada en la mem oria. A m es a m es, quan el paradigma experimental ens ho va permetre, com l'atenci o modula aquests aspectes. Finalment, hem anat un pas m es enll a, i hem analitzat la comu- nicaci o entre les diferents arees corticals, mentre els subjectes resolien una tasca de presa de decisions.

El análisis de la atención que prestan los espectadores durante el consumo de contenidos de televisión es un aspecto fundamental para comprender los procesos de recepción de los medios. En esta tesis se realiza una investigación en torno a este tema que incluye una revisión de los diferentes modelos teóricos y metodologías empleados para su estudio, así como una propuesta teórica sobre los posibles efectos de las respuestas automáticas de atención en la motivación del espectador. En relación con ello, también se presenta una investigación experimental sobre los efectos de la imagen en alta definición en la atención y la motivación de los espectadores, cuyos resultados aportan evidencias preliminares a favor de la propuesta teórica antes mencionada. Finalmente, se realiza una reflexión sobre el desarrollo futuro de esta cuestión tanto en el ámbito de la investigación académica como desde la perspectiva de la industria televisiva y publicitaria. / A thorough analysis of the attentional resources spent by viewers while watching television plays a key role in our understanding of the media reception processes. This dissertation addresses this topic by reviewing the various methodologies and theoretical models that have been used to analyze attention to television, and offers a theoretical proposal as to the possible effects of automatic attention allocation on viewers’ motivation. A series of experiments on the effects of high-definition images on viewers’ attention and motivation are presented, providing preliminary evidence that supports the mentioned theoretical proposal. Finally, the future development of the research on this subject is considered from the point of view of both academic research and the television and advertising industries.

Las tendencias actuales en la Web apuntan hacia la personalización de contenido, lo que no sería un problema en un mundo uniforme y sin sesgos, pero nuestro mundo no es ni uniforme ni libre de sesgos. En esta tesis planteamos la hipótesis de que los sesgos sistémicos y cognitivos que afectan a las personas en el mundo físico también afectan el comportamiento de éstas al explorar contenido en la Web. Proponemos que es posible fomentar una disminución en el comportamiento sesgado a través de una mirada holística que incluye cuantificación de sesgos, formulación de algoritmos, y diseño de interfaces de usuario. Estas tres partes del proceso propuesto son implementadas utilizando técnicas de Minería de la Web. A su vez, son guiadas por las Ciencias Sociales, y presentadas a través de sistemas Casuales de Visualización de Información. Seguimos un enfoque transversal en el cual se aplica este proceso con diferentes niveles de profundidad a lo largo de tres casos de estudio en Wikipedia y Twitter. Como resultado, observamos que los sesgos presentes en el mundo físico efectivamente se ven reflejados en plataformas Web, afectando el contenido, la percepción y el comportamiento de las personas. A través del análisis transversal de los casos de estudio, se presentan las siguientes conclusiones: 1) las herramientas de Minería de la Web son efectivas para medir y detectar comportamiento sesgado; 2) las técnicas de Visualización de Información enfocadas en personas no expertas fomentan el comportamiento no sesgado; y 3) no existen soluciones universales, y en adición a los contextos sociales y culturales, los sesgos deben ser considerados a la hora de diseñar sistemas. Para alcanzar estas conclusiones se implementaron sistemas "en la selva", evaluados de manera cuantitativa en un entorno no controlado, con un enfoque en métricas de participación y compromiso. El uso de dichas métricas es una contribución de la tesis, ya que probaron ser efectivas al medir diferencias en el comportamiento en sistemas exploratorios.

Los procesos de reconocimiento biomolecular entre receptores y ligandos son muy importantes en biología. Estas biomoléculas pueden desarrollar complejos muy específicos y tener una variedad de funciones como replicación y transcripción genómica, actividad enzimática, respuesta inmune, señalamiento celular, etc. La complementariedad inequívoca mostrada por estos componentes biológicos es ampliamente utilizada para desarrollar biosensores. Dependiendo de la naturaleza de las señales que se convierten, los biosensores pueden ser clasificados en ópticos, eléctricos o mecánicos. Entre los sensores mecánicos, los microcantilevers son los más comunes. Han sido utilizados como sensores de estrés superficial o como sensores de masa en detección de biomoléculas, desde hace más de 10 años. El enlace de las moléculas a sus superficies funcionalizadas se puede detectar midiendo la deflexión en modo estático o la variación de la frecuencia de resonancia en modo dinámico. Para lograr la máxima resolución, la deflexión es medida por un láser y un fotodetector. Este método limita las medidas en fluidos transparentes, la portabilidad del instrumento, e incrementa la complejidad de medición multiplexada. El desarrollo de cantilevers sensibles a la deflexión mediante la integración de piezoresistores o transistores de efecto de campo (MOSFET) implementados en el mismo voladizo, resuelve este problema. Sin embargo, simultáneamente se disminuye la resolución del sensor debido al incremento del ruido electrónico. Por otro lado, se puede detectar moléculas midiendo la fuerza de enlace entre una molécula y su receptor, estirando el complejo molecular, mediante espectroscopia de fuerza atómica (AFS), técnica basada en el microscopio de fuerza atómica (AFM). A pesar de la elevada resolución en fuerza, el AFM no ha logrado aún convertirse en instrumento analítico debido principalmente a la complejidad del mismo y de su uso. Un biosensor basado en cantilevers que puedan detectar su propia deflexión y que emplee la AFS, tendría resolución de una molécula, podría ser utilizado en fluidos opacos, tendría potencial de multiplexado y su integración a una celda microfluídica sería viable. Considerando esto, se desarrollaron cantilevers dotados de resolución de pN y compatibles con líquidos. Se diseñaron y modelaron cantilevers basados en silicio cristalino y se ha optimizado el proceso de fabricación para aumentar la sensibilidad y el rendimiento. Asímismo, se ha trabajado sobre el modelo, el desarrollo y la fabricación de cantilevers con un MOSFET integrado. Se concluye que el primer sensor ofrece una solución tecnológica más directa, aunque el segundo puede ser una buena alternativa. Simultáneo a la fabricación de sensores, se desarrollaron también nuevas técnicas y montajes para la rápida caracterización eléctrica y electromecánica de los sensores de manera precisa y fiable. Esto fue crucial a la hora de validar el proceso de producción y los dispositivos finales. Después de obtener muy alta resolución (<10 pN en líquido) con elevado rendimiento en la producción, los sensores fueron utilizados para el estudio de procesos de reconocimiento molecular entre avidina y biotina. Para lograr este objetivo, los sensores fueron integrados en un AFM comercial para aprovechar su elevada estabilidad mecánica y el desplazamiento nanométrico del piezoactuador. Se detectaron con éxito las fuerzas de enlace relacionadas a la formación del complejo molecular biotina-avidina, resaltando de esta manera, la posibilidad de detección label-free de biomoléculas en condiciones cuasi fisiológicas con resolución de una molécula. Además de la elevada sensibilidad, estos sensores pueden utilizarse sin restricciones en fluidos opacos, se pueden integrar fácilmente en celdas microfluídicas y demuestran capacidad para el multiplexado. Este resultado abre nuevas perspectivas en detectores de marcadores biológicos con elevada sensibilidad y que puedan trabajar en condiciones fisiológicas. / Biorecognition processes between receptors and their conjugate ligands are very important in biology. These biomolecules can build up very specific complexes displaying a variety of functions such as genome replication and transcription, enzymatic activity, immune response, cellular signaling, etc. The unambiguous one-to-one complementarity exhibited by these biological partners is widely exploited also in biotechnology to develop biosensors. Depending on the nature of the transduction signals, biosensors can be classified in optical, electrical and mechanical. Among mechanical biosensors, the microcantilevers play a prominent role. They have been used as stress or mass transducers in biomolecules detection for already more than a decade. The binding of molecules to their functionalized surface is detected by measuring either the deflection in static mode or the resonant frequency shift in dynamic mode. The deflection of the cantilever is converted optically by a laser and a photodetector in order to have the highest possible resolution. This limits the measurements in transparent liquids, the portability of the instrument and increases the complexity for multiplexing. The development of self-sensing cantilevers by integrating piezoresistors or metal-oxide-semiconductor field effect transistors (MOSFET) into the cantilever solves this issue. However, at the same time, this decreases the bending and frequency shift resolution due to the higher transducer noise. On the other hand, the detection of a single molecule can be attained measuring the unbinding force between two molecules of a complex pulling them apart, using the atomic force spectroscopy (AFS) measuring approach. This technique is based on the atomic force microscope (AFM). Despite the high force resolution, AFM has still not become an analytical instrument and it is mainly due to the complexity of the instrument and of its use. A biosensor based on AFS and on self-sensing cantilever would allow single molecule resolution, working in opaque fluids, easy multiplexing capability, and relatively easy integration in microfluidics cells. In this perspective, we worked to obtain self sensing-probes endowed with pN resolution and compatible with liquid media. Cantilevers based on single crystalline silicon have been modeled and the fabrication process has been optimized to improve the force sensitivity and to obtain high fabrication yield. At the same time we worked also on the modeling, development and fabrication of cantilevers with embedded MOSFET piezoresistive transducers. It turned out that the probes with integrated piezoresistor offer a more straightforward solution, but also the MOSFET cantilever can offer a good alternative. Alongside the force sensors fabrication, new high-throughput set-ups and techniques have been developed and optimized to measure the electrical and electromechanical characteristics of micro-electro-mechanical systems (MEMS) in a precise and reliable way. This was of key importance to correctly validate the new technological processes involved in production as well as characterize the final devices. After achieving very good sensor performances (resolution < 10 pN in liquid environment) with high production yield, we used the force probes to investigate the biorecognition processes in the avidin-biotin complex. For this purpose we integrated the sensor into a commercial AFM to take advantage of the high mechanical stability of this equipment and the highly reliable displacement of the piezo actuator. We detected the forces related to the avidin-biotin complex formation, highlighting the possibility of biomolecule label-free recognition in nearly physiological conditions and at single molecule resolution. Beside the very high sensitivity attained, the sensor can be used with no restrictions in opaque media; it can be easily integrated in microfluidic cells and it displays a high multiplexing potentiality. This result opens new perspectives in highly sensitive label free biomarkers detectors in nearly physiological conditions.