The village paradigm presents some benefits compared with the library paradigm; people can adapt the answer content as a function of who is requesting the information, or furthermore, people can perform clarifications of the answer content; at the same time, the explanations in documents remain static and are the same for all of the readers, and no clarifications can be performed. The proliferation of online social networks along with the advances in artificial intelligence allow us to consider village paradigm automation. The contributions of this doctoral dissertation are the following: to analyze the village paradigm, seeking the aspects that might be automated; the Asknext social search protocol, which uses stop messages; to study the effect of social network topologies on the proposed protocol; the algorithm Question Waves, which contributes in improving the relevance of the received answers / El paradigma del poble presenta alguns beneficis enfront al de la biblioteca, com que les persones poden adaptar el contingut de la resposta en funció de qui tenen davant o fins i tot poden fer aclariments sobre el contingut, mentre el contingut dels textos es manté estàtic. La proliferació de les xarxes socials, conjuntament amb els avenços en intel·ligència artificial, permeten considerar l’automatització del paradigma del poble. Les contribucions d’aquesta tesi són: analitzar el paradigma del poble per veure quins aspectes són automatitzables; el protocol de cerca social Asknext, que utilitza missatges d’aturada; estudiar l’efecte de les característiques de les topologies de les xarxes socials en el protocol Asknext; l’algorisme Question Waves, que contribueix en millorar la rellevància de les respostes rebudes en el procés de cerca

Equipped with appropriate control strategies, permanent magnet (PM) machines are becoming one of the most flexible types of actuators for many industrial applications. Among different types of PM machines, five-phase BLDC machines are very interesting in fault tolerant applications of PM drives. Torque improvement in five-phase BLDC machines can be accomplished by optimizing their mechanical structure or by enhancing their controlling methods. New current controllers are proposed in this thesis to improve the quality of generated torque under normal operations of five-phase BLDC machines. Proposed current controllers are based on combination of predictive deadbeat controlling strategy and Extended Kalman Filter estimation. These controllers will be the basis for accurate faulty operation of the motor. Operation of five-phase BLDC machines under faulty conditions has also been considered in this study. To improve the generated torque under faulty conditions, both amplitude and phase angle of fundamental and third current harmonics are globally optimized for the remaining healthy phases. Under faulty conditions, appropriate reference currents of a five-phase BLDC machine have oscillating dynamics both in phase and rotating reference frames. As a result, the implemented current controllers under these conditions should be robust and fast. Predictive deadbeat controllers are also proposed for faulty conditions of five-phase BLDC machines. Fault tolerant five-phase BLDC machines are very interesting in automotive applications such as electrical vehicles and more electric aircraft. In addition, these devices are gaining more importance in other fields such as power generation in wind turbines. In all of these applications, the efficiency of PM machine is of most importance. The efficiency of a typical five-phase BLDC machine is evaluated in this thesis for normal and different faulty conditions. Experimental evaluations are always conducted to verify the theoretical developments. These developments include proposed controlling methods, optimized reference currents, and simulated efficiency of five-phase BLDC machine under different operational conditions.

The present work composes a contribution towards the Construction of World models for its implementation in 'Agile Manufacturing Architectures', aiming to take a step further the control programs for manufacturing systems, making it go from being mere tasks implementers to be entities with 'intelligence' that allow them to decide for themselves what is the best strategy to approach a certain given task. In other words, the input information to the production system should stop being a deterministic sequence of commands to become a specification of initial and final states. The work builds on previous results of Gomà and Vivancos to build logical models of simple systems and enunciates some corollaries relating to its operation. Then, it develops new algorithms based on the main stages of World Exploration and Tasks Implementation; initially only for Worlds populated by binary variables and later with the introduction of the treatment of continuous variables. These algorithms, innovative as they introduce the possibility of applying logical prejudices about the world, can apply different strategies to build world models. To evaluate the applicability of these algorithms it is programmed in C+ an experimentation platform for particularised systems and a specification according to the variables that should be utilised in the implementation of these algorithms in different types of manufacturing equipment (Machine tools for Subtractive methods and Additive Manufacturing systems) as well as in complex systems such as the 'Agile Manufacturing Architectures', that have been studied and materialized in works in the context of the present Thesis. In recent years, the paradigm of manufacturing has changed. China and Asia have become the factory of the world and all developed countries have had to began aggressive reindustrialization campaigns to relocate the industry lost. In some cases, particularly relevant sectors 'like the biomedical sector, the Toys case and the Consumer products-, have been presented as a golden opportunity to achieve promising results and have been the subject of an in-depth analysis in this work. Meanwhile, during these years, research and development of manufacturing systems have not been stopped; in fact, it has emerged a new community called 'Makers', built upon very well trained users, motivated by non-profit aspirations that are making to change the game rules. Soon, the personal digital fabrication and the virtual generation and sharing of content will end up to change the way of producing products (and therefore to conceive, to transport, to use and to trade with them), making possible a movement that is being considered as the 'Democratization of the production'. The algorithms presented are intended to maintain a high level of abstraction. 'Action' and 'detection' are internally treated as entirely independent processes, so the system must necessarily learn by an internal logical process. Moreover, beyond the scope of the contribution of this Thesis, the aim of this work is being able to provide a functional specification that can be made available to the community and may serve as a seed to allow the development of intelligent manufacturing paradigms (iCAM) in truly Agile Manufacturing Architectures. / La present Tesi Doctoral realitza una contribució a la Construcció de Models del Món per a la implementació en Arquitectures Àgils de Fabricació, amb la intenció de portar un pas més enllà els programes de control dels sistemes de fabricació, tot fent que passin de ser simples executors de tasques a ser elements amb 'intel·ligència' que els permeti decidir per ells mateixos quina és la millor estratègia per abordar una tasca encomanada. Dit d'altra manera, la informació d'entrada al sistema de fabricació ha de deixar de ser una seqüència determinista de comandes per convertir-se en una especificació d'Estats inicial i final. El treball parteix dels treballs previs de Gomà i Vivancos per construir models lògics de sistemes senzills i n'enuncia uns corol·laris relatius al seu funcionament. A continuació, desenvolupa nous algoritmes basats en les etapes principals d'Exploració del Món i d'Execució de Tasques; primer per móns només poblats per variables binàries i més tard amb la introducció del tractament de contínues. Aquests algoritmes, innovadors, ja que introdueixen la possibilitat d'aplicar prejudicis lògics sobre el món, permeten aplicar diferents estratègies de construcció de Models del Món. Per a avaluar la bona aplicabilitat d¿aquests algoritmes, es realitza la programació d'una plataforma d¿experimentació en llenguatge C+ i es particularitza una especificació de sistemes segons les seves variables per tal d'interpretar com hauria de ser la implementació d'aquests en diferents tipologies de Màquina (Fabricació per arrencament de ferritja i Fabricació Additiva), així com en sistemes complexos com les Arquitectures Àgils de Fabricació que han estat objecte d'estudi i de materialització en treballs a l'entorn de la present Tesi Doctoral. Durant els darrers anys, el paradigma de la fabricació ha canviat. Xina i l'Àsia s'han convertit en la fàbrica de tot el món i els països desenvolupats han hagut de començar campanyes de reindustrialització molt agressives per relocalitzar la industria perduda. En alguns casos, sectors especialment rellevants -com el cas biomèdic, el cas de la joguina i els productes de consum- s'han presentat com a oportunitats daurades per assolir resultats esperançadors i han estat objecte d'un anàlisi en profunditat en el present treball. Paral·lelament, durant aquests anys, la recerca i el desenvolupament de sistemes de fabricació no han estat aturats; de fet ha aflorat amb força una nova comunitat anomenada 'Makers', formada per usuaris molt ben capacitats moguts per interessos no lucratius que estan fent canviar les regles del joc. Aviat, amb la fabricació digital personal i la generació i compartició de continguts de manera virtual, canviaran la manera de produir productes (i per tant de concebre'ls, transportar-los, utilitzar-los i de comerciar amb ells), tot fent possible el moviment que ja es considera com la 'Democratització de la producció'. Els algoritmes presentats pretenen mantenir un nivell d'abstracció elevat. 'Acció' i 'detecció' es tracten com a processos desacoblats internament, de manera que el sistema hagi de fer necessàriament un procés d'aprenentatge lògic. Més enllà de l'abast de la contribució de la present Tesi Doctoral, la intenció d'aquest treball és haver pogut aportar unes especificacions funcionals que podran ser posades a l'abast de la comunitat i que podran servir de llavor per permetre el desenvolupament de nous paradigmes de fabricació intel·ligent (iCAM) en veritables Arquitectures Àgils de Fabricació

Al llarg dels darrers anys, els sistemes de detecció humana basats en visió per computador han començat a exercir un paper clau en diverses aplicacions lligades a l’assisténcia a la conducció, la videovigilància, la robòtica i la domòtica. Detectar persones és, sens cap dubte, una de les tasques més difícils en el camp de la Visió per Computador. Aixó es deu principalment al grau de variabilitat en l’aparenc¸a humana associada a la roba, postura, forma i grandària. A més, altres factors com escenaris amb molts elements, oclusions parcials o condicions ambientals poden fer que la tasca de detecció sigui encara més difícil. Els mètodes més prometedors a l’estat de la q¨uestió es basen en models d’aprenentatge discriminatius que són entrenats amb exemples positius (vianants) i negatius (no vianants). El conjunt d’entrenament és un dels elements més rellevants a l’hora de construir un detector que faci front a la citada gran variabilitat. Per tal de crear el conjunt d’entrenament es requereix supervisió humana. L’inconvenient en aquest punt és el gran esforc¸ que suposa haver d’anotar, així com la tasca de cercar l’esmentada variabilitat. En aquesta tesi abordem dos problemes recurrents a l’estat de la q¨uestió. En la primera etapa, es pretén reduir l’esforc¸ d’anotar mitjanc¸ant l’ús de gràfics per computador. Més concretament, desenvolupemun escenari urbà permés endavant generar un conjunt d’entrenament. Tot seguit, entrenem un detector usant aquest conjunt, i finalment, avaluem si aquest detector pot ser aplicat amb èxit en un escenari real. En la segona etapa, ens centrem en millorar la robustesa dels nostres detectors en el cas en que els vianants es trobin parcialment ocluids. Més concretament, presentem un nou mètode de tractament d’oclusions que consisteix en millorar la detecció de sistemes holístics en cas de trobar un vianant parcialment ocluid. Per dur a terme aquesta millora, fem ús de classificadors (experts) locals a través d’un mètode anomenat random subspace method (RSM). Si el sistema holístic infereix que hi ha un vianant parcialment ocluid, aleshores s’aplica el RSM, el qual ha estat entrenat prèviament amb un conjunt que contenia vianants parcialment ocluids. L’últim objectiu d’aquesta tesi és proposar un detector de vianants fiable basat en un conjunt d’experts locals. Per aconseguir aquest objectiu, utilitzem el mètode anomenat random forest, a on els arbres es combinen per classificar i cada node és un expert local. En particular, cada expert local es centra en realitzar una classificació robusta de zones del cos. Cal remarcar, a més, que el nostre mètode presenta molta menys complexitat a nivell de disseny que altres mètodes de l’estat de la q¨uestió, alhora que ofereix una eficiència computacional raonable i una major precisió. / During the last decade vision-based human detection systems have started to play a key role in multiple applications linked to driver assistance, surveillance, robot sensing and home automation. Detecting humans is by far one of the most challenging tasks in Computer Vision. This is mainly due to the high degree of variability in the human appearance associated to the clothing, pose, shape and size. Besides, other factors such as cluttered scenarios, partial occlusions, or environmental conditions can make the detection task even harder. Most promising methods of the state-of-the-art rely on discriminative learning paradigms which are fed with positive and negative examples. The training data is one of the most relevant elements in order to build a robust detector as it has to cope the large variability of the target. In order to create this dataset human supervision is required. The drawback at this point is the arduous effort of annotating as well as looking for such claimed variability. In this PhD thesis we address two recurrent problems in the literature. In the first stage, we aim to reduce the consuming task of annotating, namely, by using computer graphics. More concretely, we develop a virtual urban scenario for later generating a pedestrian dataset. Then, we train a detector using this dataset, and finally we assess if this detector can be successfully applied in a real scenario. In the second stage, we focus on increasing the robustness of our pedestrian detectors under partial occlusions. In particular, we present a novel occlusion handling approach to increase the performance of block-based holistic methods under partial occlusions. For this purpose, we make use of local experts via a RandomSubspaceMethod (RSM) to handle these cases. If the method infers a possible partial occlusion, then the RSM, based on performance statistics obtained from partially occluded data, is applied. The last objective of this thesis is to propose a robust pedestrian detector based on an ensemble of local experts. To achieve this goal, we use the random forest paradigm, where the trees act as ensembles an their nodes are the local experts. In particular, each expert focus on performing a robust classification of a pedestrian body patch. This approach offers computational efficiency and far less design complexity when compared to other state-of-the-artmethods, while reaching better accuracy.

Although the term “domotics” is not absolutely unknown, there are a great number of cases where this term has been associated with a complicated and luxury technology, intended to ease life in houses and buildings but that finally does not work. The manufacturers have dedicated big efforts to improve their products, considering today that these new technologies are mature from a technological point of view, installers have been trained and they are more familiar with new technologies. They necessary know them and have passed from install simple electromechanical devices (switches, plugs, protections) to program more complex electronic systems, evolution that has been needed to be adapted to a more competitive market and, unfortunately, smaller and complicated due to the crisis effect that we are living. Other efforts, less known and probably more important than already shown, have been made and are made in this sense. There are many works directed to standardize and regulate this technology in order to create a profitable market. This type of actions allows us to define correctly what domotics means (and other expressions) and how it should be defined and installed in order that users could enjoy with guarantees this technology. Its performances have been defined and they are not only focused in luxury, that now is known as “comfort”, but security, communications and energy management. This documents shows the works that the author has made o where he has participated, that define, standardize even regulate those works that allows develop this market. / Aunque el término domótica no es absolutamente desconocido son muchos los casos en que, de forma despectiva, se ha asociado este término a una tecnología complicada y de lujo, que intenta hacer la vida más fácil en las viviendas y edificios pero que, al final, no funciona. Los fabricantes han dedicado grandes esfuerzos para mejorar sus productos considerando que, hoy en día desde el punto de vista tecnológico, estas tecnologías son maduras. Se ha formado a los instaladores quienes cada vez están más familiarizados con las nuevas tecnologías y quienes en un salto generacional ya las dominan, de forma necesaria, pasando de instalar simples elementos electromecánicos en las viviendas (interruptores, enchufes, protecciones, etc.) a programar sistemas electrónicos más complejos, evolución necesaria para adaptarse a un mercado cada vez más competitivo y por desgracia, menos amplio y castigado por efecto de la crisis en la que estamos actualmente inmersos. Otros esfuerzos menos conocidos y probablemente más importantes que los anteriores han sido los numerosos trabajos realizados para reglamentar y normalizar esta tecnología con el objetivo último de crear un mercado rentable. Este tipo de de acciones permiten definir correctamente qué se entiende por domótica (y otras acepciones similares) y cómo debe definirse e instalarse para que el usuario disfrute con garantías de esta tecnología. Se han definido sus utilidades ya no solamente dirigidas al lujo o lo que hoy llamamos con mayor precisión “confort” sino aquellas que hacen referencia a la seguridad, las comunicaciones y la gestión energética. Este documento pretende mostrar los trabajos que el autor ha realizado/participado y que han servido para definir, normalizar y regular, y que finalmente contribuyen a desarrollar este sector.

This thesis presents the development of a localization and mapping algorithm for an autonomous underwater vehicle (AUV). It is based on probabilistic scan matching of raw sonar scans within a pose-based simultaneous localization and mapping(SLAM) framework / Aquesta tesis presenta el desenvolupament d’un algoritme de localització i mapeig per un vehicle submarí autònom (AUV). L’algoritme es basa en tècniques probabilístiques de scan matching utilitzant scans de sonar dins un sistema de localització i construcció simultània de mapes (SLAM) basat en posició

This dissertation formulates a proposal for a real time implementable energy management strategy (EMS) for plug-in hybrid electric vehicles. The EMS is developed to minimize vehicle fuel consumption through the utilisation of stored electric energy and high-efficiency operation of powertrain components. This objective is achieved through the development of a predictive EMS, which, in addition to fuel efficiency, is optimized in terms of computational cost and drivability. The requirement for an EMS in hybrid powertrain vehicles stems from the integration of two energy stores and converters in the powertrain; in the case of hybrid electric vehicles (HEVs) usually a combustion engine and one or more electric machines powered by a battery. During operation of the vehicle the EMS controls power distribution between engine and electric traction motor. Power distribution is optimized according to the operating point dependent efficiencies of the components, energy level of the battery and trip foreknowledge. Drivability considerations, e.g. frequency of engine starts, can also be considered. Due to high oil prices and legislative requirements caused by the environmental impact of greenhouse emissions, fuel economy has gained importance in recent years. In addition to increased fuel economy, powertrain hybridization permits the substituton of fuel for electrical energy by implementing an external recharging option for the battery. This vehicle class, incorporating a battery rechargeable via the electrical grid, is known as a plug-in HEV (PHEV). PHEV share characteristics of both HEVs and all-electric vehicles combining several advantages of both technologies. The rechargeable battery feature of the PHEVs makes their EMS development espe-cially challenging. For minimal fuel consumption, the battery is discharged optimally over the whole trip length, prioritising electrical energy when driving conditions are such that its use maximises the fuel saving that can be achieved. Therefore, an EMS for a PHEV depends heavily on the availability of a priori knowledge about the trip, i.e. the knowledge about future vehicle speed and road grade. This requires the driver to indi-cate the route before trip start. The route knowledge in combination with GPS or Galileo based next generation navigation systems using information from a geographic in-formation system (GIS) about terrain height profile, road type (e.g. motorway or country road), and legal speed limits can be evaluated by a speed prediction algorithm including information about the driver's behaviour for a detailed prediction of the trip. These navigation systems and algorithms in combination with expected future advances and the deployment of technologies such as intelligent transport systems (ITS) and vehicle-to-vehicle communication (V2V), will make more exact traffic information available to further improve prediction. Despite expected advances in prediction quality, inaccuracy of prediction data has to be considered and is therefore regarded in this work. The EMS proposed in this dissertation combines different approaches which are exe-cuted step by step. A first approximation of the energy distribution during the trip is based on a mixed integer linear program (MILP), which gives the optimal energy state of the battery during the trip. This is especially important for trips with long uphill, downhill or urban phases, i.e. sections with a particularly high or lower power requirement. The results from MILP are then used by a dynamic programming (DP) algorithm to calculate optimal torque and gear using a receding prediction horizon. Using a receding prediction horizon, an important reduction of computational cost is achieved. Lastly, from the DP results a rule-based strategy is extracted using a support vector machine (SVM). This last step is necessary to ensure the drivability of the vehicle also for inaccurate prediction data.

The development of social robots capable of interacting with humans is one of the principal challenges in the field of robotics. More and more, robots are appearing in dynamic environments, like pedestrian walkways, universities, and hospitals; for this reason, their interaction with people must be conducted in a natural, gradual, and cordial manner, given that their function could be aid, or assist people. Therefore, navigation and interaction among humans in these environments are key skills that future generations of robots will require to have. Additionally, robots must also be able to cooperate with each other, if necessary. This dissertation examines these various challenges and describes the development of a set of techniques that allow robots to interact naturally with people in their environments, as they guide or accompany humans in urban zones. In this sense, the robots' movements are inspired by the persons' actions and gestures, determination of appropriate personal space, and the rules of common social convention. The first issue this thesis tackles is the development of an innovative robot-companion approach based on the newly founded Extended Social-Forces Model. We evaluate how people navigate and we formulate a set of virtual social forces to describe robot's behavior in terms of motion. Moreover, we introduce a robot companion analytical metric to effectively evaluate the system. This assessment is based on the notion of "proxemics" and ensures that the robot's navigation is socially acceptable by the person being accompanied, as well as to other pedestrians in the vicinity. Through a user study, we show that people interpret the robot's behavior according to human social norms. In addition, a new framework for guiding people in urban areas with a set of cooperative mobile robots is presented. The proposed approach offers several significant advantages, as compared with those outlined in prior studies. Firstly, it allows a group of people to be guided within both open and closed areas; secondly, it uses several cooperative robots; and thirdly, it includes features that enable the robots to keep people from leaving the crowd group, by approaching them in a friendly and safe manner. At the core of our approach, we propose a "Discrete Time Motion" model, which works to represent human and robot motions, to predict people's movements, so as to plan a route and provide the robots with concrete motion instructions. After, this thesis goes one step forward by developing the "Prediction and Anticipation Model". This model enables us to determine the optimal distribution of robots for preventing people from straying from the formation in specific areas of the map, and thus to facilitate the task of the robots. Furthermore, we locally optimize the work performed by robots and people alike, and thereby yielding a more human-friendly motion. Finally, an autonomous mobile robot capable of interacting to acquire human-assisted learning is introduced. First, we present different robot behaviors to approach a person and successfully engage with him/her. On the basis of this insight, we furnish our robot with a simple visual module for detecting human faces in real-time. We observe that people ascribe different personalities to the robot depending on its different behaviors. Once contact is initiated, people are given the opportunity to assist the robot to improve its visual skills. After this assisted learning stage, the robot is able to detect people by using the enhanced visual methods. Both contributions are extensively and rigorously tested in real environments. As a whole, this thesis demonstrates the need for robots that are able to operate acceptably around people; to behave in accordance with social norms while accompanying and guiding them. Furthermore, this work shows that cooperation amongst a group of robots optimizes the performance of the robots and people as well. / El desenvolupament de robots socials capaços d'interactuar amb els éssers humans és un dels principals reptes en el camp de la robòtica. Actualment, els robots comencen a aparèixer en entorns dinàmics, com zones de vianants, universitats o hospitals; per aquest motiu, aquesta interacció ha de realitzar-se de manera natural, progressiva i cordial, ja que la seva utilització pot ser col.laboració, assistència o ajuda a les persones. Per tant, la navegació i la interacció amb els humans, en aquests entorns, són habilitats importants que les futures generacions de robots han de posseir, a més a més, els robots han de ser aptes de cooperar entre ells si fos requerit. El present treball estudia aquests reptes plantejats. S’han desenvolupat un conjunt de tècniques que permeten als robots interectuar de manera natural amb les persones i el seu entorn, mentre que guien o acompanyen als humans en zones urbanes. En aquest sentit, el moviment dels robots s’inspira en la manera com es mouen els humans en les convenvions socials, així com l’espai personal.El primer punt que aquesta tesi comprèn és el desenvolupament d’un nou mètode per a "robots-acompanyants" basat en el nou model estès de forces socials. S’ha evaluat com es mouen les persones i s’han formulat un conjunt de forces socials virtuals que descriuren el comportament del robot en termes de moviments. Aquesta evaluació es basa en el concepte de “proxemics” i assegura que la navegació del robot està socialment acceptada per la persona que està sent acompanyada i per la gent que es troba a l’entorn. Per mitjà d’un estudi social, mostrem que els humans interpreten el comportament del robot d’acord amb les normes socials. Així mateix, un nou sistema per a guiar a persones en zones urbanes amb un conjunt de robots mòbils que cooperen és presentat. El model proposat ofereix diferents avantatges comparat amb treballs anteriors. Primer, es permet a un grup de persones ser guiades en entorns oberts o amb alta densitat d’obstacles; segon, s’utilitzen diferents robots que cooperen; tercer, els robots són capaços de reincorporar a la formació les persones que s’han allunyat del grup anteriorment de manera segura. La base del nostre enfocament es basa en el nou model anomenat “Discrete Time Motion”, el qual representa els movimients dels humans i els robots, prediu el comportament de les persones, i planeja i proporciona una ruta als robots.Posteriorment, aquesta tesi va un pas més enllà amb el desenvolupament del model “Prediction and Anticipation Model”. Aquest model ens permet determinar la distribució òptima de robots per a prevenir que les persones s’allunyin del grup en zones especíıfiques del mapa, i per tant facilitar la tasca dels robots. A més, s’optimitza localment el treball realitzat pels robots i les persones, produint d’aquesta manera un moviment més amigable. Finalment, s’introdueix un robot autònom mòbil capaç d’interactuar amb les persones per realitzar un aprenentatge assistit. Incialment, es presenten diferents comportaments del robot per apropar-se a una persona i crear un víıncle amb ell/ella. Basant-nos en aquesta idea, un mòdul visual per a la detecció de cares humanes en temps real va ser proporcionat al robot. Hem observat que les persones atribueixen diferents personalitats al robot en funció dels seus diferents comportaments. Una vegada que el contacte va ser iniciat es va donar l’oportunitat als voluntaris d’ajudar al robot per a millorar les seves habilitats visuals. Després d’aquesta etapa d’aprenentatge assistit, el robot va ser capaç d’identificar a les persones mitjançant l'ús de mètodes visuals.En resum, aquesta tesi presenta i demostra la necessitat de robots que siguin capaços d’operar de forma acceptable amb la gent i que es comportin d’acord amb les normes socials mentres acompanyen o guien a persones. Per altra banda, aquest treball mostra que la coperació entre un grup de robots pot optimitzar el rendiment tant dels robots com dels humans.

Virtual optical networking supports the dynamic provisioning of dedicated networks over the same network infrastructure, which has received a lot of attention by network providers. The stringent network requirements (e.g., Quality of Service -QoS-, Service Level Agreement -SLA-, dynamicity) of the emerging high bandwidth and dynamic applications such as high-definition video streaming (e.g., telepresence, television, remote surgery, etc.), and cloud computing (e.g., real-time data backup, remote desktop, etc.) can be supported by the deployment of dynamic infrastructure services to build ad-hoc Virtual Optical Networks (VON), which is known as Infrastructure as a Service (IaaS). Future Internet should support two separate entities: infrastructure providers (who manage the physical infrastructure) and service providers (who deploy network protocols and offer end-to-end services). Thus, network service providers shall request, on a per-need basis, a dedicated and application-specific VON and have full control over it. Optical network virtualization technologies allow the partitioning/composition of the network infrastructure (i.e., physical optical nodes and links) into independent virtual resources, adopting the same functionality as the physical resource. The composition of these virtual resources (i.e., virtual optical nodes and links) allows the deployment of multiple VONs. A VON must be composed of not only a virtual transport plane but also of a virtual control plane, with the purpose of providing the required independent and full control functionalities (i.e., automated connection provisioning and recovery (protection/restauration), traffic engineering (e.g., QoS, SLA), etc.). This PhD Thesis focuses on optical network virtualization, with three main objectives. The first objective consists on the design, implementation and evaluation of an architecture and the necessary protocols and interfaces for the virtualization of a Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) controlled Wavelength Switched Optical Network (WSON) and the introduction of a resource broker for dynamic virtual GMPLS-controlled WSON infrastructure services, whose task is to dynamically deploy VONs from service provider requests. The introduction of a resource broker implies the need for virtual resource management and allocation algorithms for optimal usage of the shared physical infrastructure. Also, the deployment of independent virtual GMPLS control plane on top of each VON shall be performed by the resource broker. This objective also includes the introduction of optical network virtualization for Elastic Optical Networks (EON). The second objective is to design, implement and experimentally evaluate a system architecture for deploying virtual GMPLS-controlled Multi-Protocol Label Switching Transport Profile (MPLS-TP) networks over a shared WSON. With this purpose, this PhD Thesis also focuses on the design and development of MPLS-TP nodes which are deployed on the WSON of the ADRENALINE Testbed at CTTC premises. Finally, the third objective is the composition of multiple virtual optical networks with heterogeneous control domains (e.g., GMPLS, OpenFlow). A multi-domain resource broker has been designed, implemented and evaluated. / La gestió de xarxes òptiques virtuals permet la provisió dinàmica de xarxes dedicades a sobre la mateixa infraestructura de xarxa i ha cridat molt l’atenció als proveïdors de xarxes. Els requisits de xarxa (per exemple la qualitat de servei, els acords de nivell de servei o la dinamicitat) són cada cop més astringents per a les aplicacions emergents d'elevat ample de banda i dinàmiques, que inclouen per exemple la reproducció en temps real de vídeo d'alta definició (telepresència, televisió, telemedicina) i serveis d’informàtica en núvol (còpies de seguretat en temps real, escriptori remot). Aquests requisits poden ser assolits a través del desplegament de serveis de infraestructura dinàmics per construir xarxes òptiques virtuals (VON, en anglès), fet que és conegut com a infraestructura com a servei (IaaS). La internet del futur hauria de suportar dos entitats diferenciades: els proveïdors d'infraestructures (responsables de gestionar la infraestructura física), i els proveïdors de serveis (responsables dels protocols de xarxa i d'oferir els serveis finals). D'aquesta forma els proveïdors de serveis podrien sol•licitar i gestionar en funció de les necessitats xarxes òptiques virtuals dedicades i específiques per les aplicacions. Les tecnologies de virtualització de xarxes òptiques virtuals permeten la partició i composició de infraestructura de xarxa (nodes i enllaços òptics) en recursos virtuals independents que adopten les mateixes funcionalitats que els recursos físics. La composició d'aquests recursos virtuals (nodes i enllaços òptics virtuals) permet el desplegament de múltiples VONs. Una VON no sols està composada per un pla de transport virtual, sinó també per un pla de control virtual, amb l'objectiu d'incorporar les funcionalitats necessàries a la VON (provisió de connexions automàtiques i recuperació (protecció/restauració), enginyeria de tràfic, etc.). Aquesta tesis es centra en la virtualització de xarxes òptiques amb tres objectius principals. El primer objectiu consisteix en el disseny, implementació i avaluació de l'arquitectura i els protocols i interfícies necessaris per la virtualització de xarxes encaminades a través de la longitud d'ona i controlades per GMPLS. També inclou la introducció d'un gestor de recursos per desplegar xarxes òptiques virtuals de forma dinàmica. La introducció d'aquest gestor de recursos implica la necessitat d'una gestió dels recursos virtuals i d’algoritmes d’assignació de recursos per a la utilització òptima dels recursos físics. A més el gestor de recursos ha de ser capaç del desplegament dels recursos assignats, incloent un pla de control GMPLS virtual independent per a cada VON desplegada. Finalment, aquest objectiu inclou la introducció de mecanismes de virtualització per a xarxes elàstiques òptiques (EON, en anglès). El segon objectiu és el disseny, la implementació i l’avaluació experimental d'una arquitectura de sistema per oferir xarxes MPLS-TP virtuals controlades per GMPLS sobre una infraestructura i WSON compartida. Per això, aquesta tesis també es centra en el disseny i desenvolupament d'un node MPLS-TP que ha estat desplegat al demostrador ADRENALINE, al CTTC. Finalment, el tercer objectiu és la composició de múltiples xarxes òptiques virtuals en dominis de control heterogenis (GMPLS i OpenFlow). Un gestor de recursos multi-domini ha estat dissenyat, implementat i avaluat. / La gestión de redes ópticas virtuales permite la provisión dinámica de redes dedicadas encima la misma infraestructura de red y ha llamado mucho la atención a los proveedores de redes. Los requisitos de red (por ejemplo la calidad de servicio, los acuerdos de nivel de servicio o la dinamicidad) son cada vez más estringentes para las aplicaciones emergentes de elevado ancho de banda y dinámicas, que incluyen por ejemplo la reproducción en tiempo real de vídeo de alta definición (telepresencia, televisión, telemedicina) y servicios de computación en la nube (copias de seguridad en tiempo real, escritorio remoto). Estos requisitos pueden ser logrados a través del despliegue de servicios de infraestructura dinámicos para construir redes ópticas virtuales (VON, en inglés), hecho que es conocido como infraestructura como servicio (IaaS). La internet del futuro tendrá que soportar dos entidades diferenciadas: los proveedores de infraestructuras (responsables de gestionar la infraestructura física), y los proveedores de servicios (responsables de los protocolos de red y de ofrecer los servicios finales). De esta forma los proveedores de servicios podrán solicitar y gestionar en función de las necesitados redes ópticas virtuales dedicadas y específicas por las aplicaciones. Las tecnologías de virtualización de redes ópticas virtuales permiten la partición y composición de infraestructura de red (nodos y enlaces ópticos) en recursos virtuales independientes que adoptan las mismas funcionalidades que los recursos físicos. La composición de estos recursos virtuales (nodos y enlaces ópticos virtuales) permite el despliegue de múltiples VONs. Una VON no sólo está compuesta por un plan de transporte virtual, sino también por un plan de control virtual, con el objetivo de incorporar las funcionalidades necesarias a la VON (provisión de conexiones automáticas y recuperación (protección/restauración), ingeniería de tráfico, etc.). Esta tesis se centra en la virtualización de redes ópticas con tres objetivos principales. El primer objetivo consiste en el diseño, implementación y evaluación de la arquitectura y los protocolos e interfaces necesarios por la virtualización de redes encaminadas a través de la longitud de ola y controladas por GMPLS. También incluye la introducción de un gestor de recursos para desplegar redes ópticas virtuales de forma dinámica. La introducción de este gestor de recursos implica la necesidad de una gestión de los recursos virtuales y de algoritmos de asignación de recursos para la utilización óptima de los recursos físicos. Además el gestor de recursos tiene que ser capaz del despliegue de los recursos asignados, incluyendo un plan de control GMPLS virtual independiente para cada VON desplegada. Finalmente, este objetivo incluye la introducción de mecanismos de virtualización para redes elásticas ópticas (EON, en inglés). El segundo objetivo es el diseño, la implementación y la evaluación experimental de una arquitectura de sistema para ofrecer redes MPLS-TP virtuales controladas por GMPLS sobre una infraestructura WSON compartida. Por eso, esta tesis también se centra en el diseño y desarrollo de un nodo MPLS-TP que ha sido desplegado al demostrador ADRENALINE, en el CTTC. Finalmente, el tercer objetivo es la composición de múltiples redes ópticas virtuales en dominios de control heterogéneos (GMPLS y OpenFlow). Un gestor de recursos multi-dominio ha sido diseñado, implementado y evaluado.

Underwater maps are an important source of information for the scientific community, since mapping the seafloor is the starting point for underwater exploration. The advance of range scanning methodologies (both acoustic and optical), enables the mapping of the seabed to attain increasingly larger resolutions. However, all these techniques sample the surface to reconstruct in the form of a point cloud. Surface reconstruction methods try to recover from these points a continuous surface representing the object in the form of a mesh of triangles, easing visualization and further processing. This thesis proposes four different strategies to tackle the problem of surface reconstruction from point sets corrupted with high levels of noise and outliers, while also recovering the boundaries of these surfaces. The results obtained by our algorithms are discussed and compared both qualitatively and quantitatively with other state-of-the-art approaches / Els mapes del fons del marí són una important font d'informació per la comunitat científica. Els avenços en les metodologies d'escaneig (acústic o òptic), permeten que la construcció de mapes del fons marí es realitzi cada cop a més altes resolucions. Tot i això, totes aquestes tècniques mostregen la superfície de l'àrea d’interès en la forma d'un núvol de punts. Els mètodes de reconstrucció de superfícies són els encarregats d’obtenir una superfície continua que representi l'objecte en forma d'una malla de triangles, que facilitarà la visualització i el processat posterior d'aquestes dades. Aquest treball contribueix a l'àrea de reconstrucció de superfícies amb quatre mètodes diferents, capaços de treballar amb núvols de punts que continguin alts nivells de soroll i outliers, i que recuperen al mateix moment els llindars d’aquestes superfícies. Els resultats obtinguts han estat avaluats i comparats tant qualitativament com quantitativament contra altres mètodes de l'estat de l'art