Comprender mejor a nuestro prójimo, adaptarse mejor a las situaciones cambiantes y ser más empáticos, así como tener una vida más sana.

El principal objetivo de estudio de esta tesis son los mecanismos eficaces y eficientes para computar respuestas en formalismos de argumentación estructurada probabilística, en particular, en el modelo DeLP3E. Dicho formalismo nos permite modelar y razonar sobre información inconsistente, incompleta, y asociada a eventos probabilísticos. En particular, el objetivo es estudiar y proponer mecanismos que nos permitan aproximar las respuestas por medio de algoritmos que se basen en toda la información disponible de cada componente del modelo. Nos enfocamos en investigar este aspecto dado que, dar una respuesta exacta a una consulta en DeLP3E no es aplicable en un tiempo razonable para instancias grandes. La principal contribución de esta tesis es la definición y estudio de algoritmos, junto con una guía para seleccionar cuál de ellos aplicar, que nos permitan aproximar el valor de una respuesta en base a toda la información disponible en el modelo DeLP3E. A su vez, y con la finalidad de poder evaluar el desempeño no de los algoritmos propuestos, otra importante contribución de esta tesis son tres generadores para crear modelos DeLP3E. Cada uno de estos generadores nos permite crear diferentes escenarios de complejidad de manera automática, y teniendo como principal característica que los valores de sus métricas son ajustables en base al valor de los parámetros de entrada que guían el proceso de generación. A su vez, y para mostrar un caso de uso de lo desarrollado en esta tesis, se presenta P-DAQAP, una plataforma web que facilita el análisis de los proceso llevados a cabo en el modelo DeLP3E y en la Programación Lógica Rebatible (DeLP, en inglés). Se mostró, a través de casos de uso y ejemplos prácticos, que una herramienta de este tipo puede ser de gran utilidad para usuarios que requieran analizar dominios complejos y que tengan eventos probabilísticos asociados. Además de esa utilidad en entornos reales, también puede ser usada con fines educativos, ya que ofrece un conjunto de herramientas gráficas para facilitar la lectura y entendimiento de los procesos argumentales llevados a cabo en el formalismo DeLP. P-DAQAP es una herramienta pública que consideramos de gran utilidad para la comunidad de argumentación estructurada. / The main objective of this thesis is the study of the effective and efficient mechanisms to compute answers in formalisms of probabilistic structured argumentation, in particular, in the DeLP3E model. This formalism allows us to model and reason on inconsistent and incomplete information, as well information associated with probabilistic events. In particular, the objective is to study and propose mechanisms that allow us to approximate the answers by algorithms that are based on all the available information of each component of the model. We focused on investigating this aspect since giving an exact answer to a query in DeLP3E is not applicable in a reasonable time for large instances. The main contribution of this thesis is the definition and study of algorithms, and a guide to select which of them to apply, which allow us to approximate the value of a response based on all the information available in the model DeLP3E. Also, and in order to be able to evaluate the performance of the proposed algorithms, another important contribution of this thesis is three generators to create DeLP3E models. Each of these generators allows us to create different complexity scenarios automatically, and having as main characteristic that the values of their metrics are adjustable based on the value ofthe input parameters that guide the generation process. Also, and to show a use case of what has been developed in this thesis, P-DAQAP is presented, a web platform that facilitates the analysis of the processes carried out in the DeLP3E model and in Defeasible Logic Programming (DeLP). It was shown, through use cases and practical examples, that a tool of this type can be very useful for users who need to analyze complex domains and have associated probabilistic events. In addition to this utility in real environments, it can also be used for educational purposes, since it offers a set of graphic tools to facilitate the reading and understanding of the argumentative processes carried out in the DeLP formalism. P-DAQAP is a public tool that we consider very useful for the structured argumentation community.

La Realidad Virtual es una tecnología que sumerge a los usuarios en ambientes virtuales generados por computadora y que hoy en día se utiliza en diferentes áreas de aplicación como la educación, la medicina, la psicología, el entrenamiento y el entretenimiento, entre otras. Los avances tecnológicos de los últimos años han favorecido la creación de diversos dispositivos y sistemas de realidad virtual, cada uno con distintas características de hardware y de software, que proporcionan distintos grados de inmersión. Los usuarios se comunican con los sistemas de realidad virtual a través de sus sentidos, como la vista, el oído y el tacto y, cuanto mayor comunicación exista entre éstos y el sistema de realidad virtual, más inmersivo será el sistema. De esta forma, la inmersión es una característica objetiva del sistema de realidad virtual que dependerá tanto de las características de hardware como de las de software de dicho sistema. Los sistemas de realidad virtual actuales buscan mejorar la inmersión tanto como sea posible; sin embargo, no existe una métrica que permita medir la inmersión de un dado sistema de realidad virtual en función de sus características. En esta tesis se propone una metodología para la elaboración de dicha métrica de inmersión. Para esto se presenta no solo un análisis y una clasificación de todas aquellas variables que según la literatura influyen en la sensación de inmersión, sino también un experimento que manipula dichas variables para la generación de un conjunto de datos que podrá ser analizado estadísticamente. Para este experimento se diseñó y desarrolló un sistema de realidad virtual que manipula los valores de dichas variables para que el usuario pueda evaluar el grado de inmersión correspondiente. A partir de los datos del experimento se presenta un análisis estadístico de las variables y una metodología de análisis de regresión para hallar modelos de inmersión en función de las variables del sistema. Estos modelos nos presentan ecuaciones de inmersión en función de las variables y por lo tanto constituyen las métricas de inmersión. Estas métricas son luego puestas a prueba en sistemas de realidad virtual comerciales, demostrando su eficacia y utilidad. Las métricas de inmersión son una herramienta de gran utilidad en el área de realidad virtual y tecnologías inmersivas, no solo para medir la inmersión de cualquier sistema de realidad virtual dado, sino también para analizar la relación y la importancia de cada una de las variables o características de estos sistemas. / Virtual Reality is a technology that immerses users into computer-generated virtual environments. Nowadays it is used in many different domains such as educaction, medicine, psychology, training, entertainment, among others. In recent years, technological advances have encouraged the creation of various virtual reality devices and systems, each with very different hardware and software features, and providing different immersion levels. Users communicate with the virtual reality systems through their senses, such as sight, hearing and touch, and the more communication there is between these senses and the virtual reality system, the more immersive the system is. Hence, immersion is an objective feature of the virtual reality system that relies on both, the hardware and software features of the system. Current virtual reality systems aims to improve immersion as much as possible; however, there is no metric to measure the immersion level of a given virtual reality system based on its features. This thesis proposes a methodology for the formulation of such immersion metric. To this end, not only an analysis and a classification of all those variables that according to the literature influence the feeling of immersion is presented, but also an experiment that manipulates these variables to generate a dataset that can be statistically analyzed. For this experiment, we designed and developed a virtual reality system that manipulates the values of these variables so that the user can evaluate the corresponding levels of immersion. From the data of the experiment, a statistical analysis of the variables and a regression analysis methodology are presented to find immersion models based on the variables of the system. These models provide us with immersion equations as a function of the variables and therefore constitute immersion metrics. These metrics are then tested in commercial virtual reality systems, proving their effectiveness and usefulness. Immersion metrics are a very useful tool in the area of virtual reality and immersive technologies, not only to measure the immersion of any given virtual reality system, but also to analyze the relationship and importance of each of the variables or features of these systems.

Según el Principio de Arquímedes, un objeto total o parcialmente sumergido es afectado por una fuerza vertical hacia arriba, conocida como fuerza de empuje de magnitud igual al peso del fluido desalojado. Esta descripción simple explica un conjunto variado de efectos que son ubicuos en la naturaleza y están cada vez más presentes en videojuegos, animaciones generadas por computadora y aplicaciones gráficas interactivas en general. Si bien existen soluciones al problema del acoplamiento entre fluidos y sólidos para algunos casos particulares, es necesario el desarrollo de nuevos modelos de flotabilidad precisos y sufi cientemente generales. En esta tesis, se propone un método para computar de manera realista el problema del acoplamiento fluido-a-sólido que es adecuado para un amplio espectro de casos, como objetos rígidos o deformables, sólidos o huecos, permeables o impermeables y con distribución de masa variable. En el caso de objetos permeables que permiten el ingreso de líquido hacia dentro del objeto, el método presentado incorpora la dinámica del fluido en el que el objeto está sumergido y desacopla el cómputo de las magnitudes físicas involucradas en la fuerza de flotabilidad del objeto vacío respecto al líquido contenido dentro de él. Por otro lado, la apariencia visual de ciertos materiales depende de su propiedades intrínsecas de transferencia de luz, de la iluminación presente y de otras contribuciones de ambiente. En particular, esto se produce en el caso de materiales porosos, rugosos o absorbentes donde la presencia de líquido sobre la super cie altera de manera signifi cativa la función de distribución de reflectancia bidireccional (BRDF) que, a su vez, resulta en cambios notables en la apariencia visual. Por esta razón, el renderizado de materiales que alteran su apariencia bajo condiciones de humedad continúa siendo un tópico de relevancia en el área de Computación Gráfi ca. En esta tesis, además, se introduce una nueva técnica para modelar y renderizar los cambios de apariencia de los materiales absorbentes cuando existe líquido en su super cie. En primer lugar, se desarrolló un nuevo método para resolver el problema de la interacción entre un medio líquido y la super cie de un objeto utilizando, para esto, sus coordenadas de textura. Seguidamente, se propuso un algoritmo para modelar los principales procesos físicos que ocurren en la super cie de un objeto sólido húmedo o mojado. Finalmente, se extiende el modelo propuesto por la literatura para explicar el cambio de apariencia de ciertos materiales absorbentes bajo condiciones de humedad y se implementa un algoritmo logrando tiempos aptos para aplicaciones en Tiempo-Real. La solución completa es diseñada teniendo en cuenta la implementación en arquitecturas superescalares y usando aceleración por GPU (Graphics Processing Unit), permitiendo su integración con los pipelines de procesamiento gráfi co actuales. / Following the celebrated Archimedes' Principle, any object wholly or partially immersed in a fluid is subject to an upwards force, known as buoyancy force, equal to the weight of the uid displaced by the object. This simple description is the origin of a set of effects that are ubiquitous in nature, and are becoming commonplace in games, animation, and interactive applications in general. Even though there are solutions to the fluid-to-solid coupling problem in some particular cases, to the best of our knowledge, comprehensive and accurate computational buoyancy models adequate in general contexts are still lacking. We propose a real-time GPU-based algorithm for realistic computation of the fluid-to-solid coupling problem, which is adequate for a wide generality of cases (rigid or deformable objects, solid or hollow, permeable or waterproof, and with variable masses). The method incorporates the dynamics of the fluid on which the object is immersed, and decouples the computation of the physical parameters involved in the buoyancy force of the empty or dry object from the mass of liquid contained inside. The dynamics of this mass of liquid are also computed, in a way such that the relation between the center of mass of the object and the buoyancy force may vary, leading to complex, realistic behaviors such as the one arising with a sinking boat. The visual appearance of materials depends on their intrinsic light transfer properties, the illumination and camera conditions, and on other environmental contributions. In particular, this is the case in porous, rough, or absorbent materials, where the presence of liquid on the surface alters signi cantly their BRDF (bidirectional reflectance function), which in turn results in signi cant changes in their visual appearance. For this reason, rendering materials that change their appearance when wet continues to be a relevant topic in Computer Graphics, especially when real-time photo-realistic rendering is required in scenes involving this kind of materials in interaction with water or other liquids. In this paper we introduce a physically inspired technique to model and render the changes in appearance of absorbent materials when liquid is present on their surface. First, we develop a new method to solve the interaction between the liquid phase and the object surface using the latter's own underlying texture coordinates. Then, we propose an algorithm to model the difusion phenomenon that occurs in the interface between a solid porous object and a translucent liquid. Finally, we extend a model which explains the change of appearance of materials under wet conditions, and we implement it achieving real-time performance. The complete model is developed using GPU (Graphics Processing Unit) acceleration, which can be seamlessly integrated with the usual rendering pipeline in the most popular graphic libraries.

En esta tesis se propone un lenguaje de programación de agentes cognitivos racionales y formalismos de argumentación basados en la noción de tipo de argumento. Estos formalis-mos argumentativos extenderán a aproximaciones existentes en la literatura de manera tal que permitan representar argu-mentos tipados y definir relaciones de conflicto, herencia y preferencia entre los tipos de argumento. En particular, el primero de estos formalismos se basará en los Marcos Argu-mentativos Abstractos, mientras que el segundo constituirá una extensión de la Programación en Lógica Rebatible (DeLP). El lenguaje de programación de agentes propuesto en esta tesis permitirá la especificación declarativa de agentes a tra-vés de sus componentes mentales, y estará provisto de una semántica formal. A diferencia de otros lenguajes de la litera-tura, el lenguaje propuesto también permitirá especificar dife-rentes clases de metas y representar creencias y metas que pueden estar conflicto. Para tal fin, empleará los formalismos argumentativos desarrollados en esta tesis, en particular, utili-zando los tipos de argumento para identificar los diferentes componentes mentales de un agente. Por lo tanto, un agente razonará con argumentos para sus percepciones, creencias, y las diferentes clases de metas que puede especificar para decidir, ante la presencia de conflictos, qué información preva-lecerá. Los formalismos argumentativos presentados en esta tesis propondrán un mecanismo novedoso y general para modelar sistemas con múltiples tipos. De esta manera, no sólo serán adecuados para modelar los tipos de argumento en el lenguaje de programación de agentes propuesto, sino que podrán ser utilizados para modelar tipos de argumento en otros dominios como diálogos argumentativos, sistemas con múltiples fuentes de información, o sistemas con información basada en valores. En esta tesis se abordará la definición, el análisis y las propiedades de estos formalismos argumen-tativos, así como también del lenguaje de programación de agentes propuesto. / This thesis proposes a programming language for rational congnitive agents, along with argumentation formalisms based on the notion of argument type. These argumentation formalisms will extend already existing approaches in order to represent typed arguments and define conflict, inheritance and preference relations among argument types. In particular, the rst formalism will be based on Abstract Argumentation Frameworks, whereas the second will be an extension of Defeasible Logic Programming (DeLP). The proposed agent programming language will allow for a declarative specification of agents through their mental components, and will be provi-ded of a formal semantics. Unlike other approaches proposed in the literature, this programming language will be able to consider different goal types and conflicting beliefs and goals. To accomplish this, it will use the argumentation formalisms developed in this thesis, particularly by identifying an agents s mental components through argument types. Therefore, an agent will reason with arguments for its perceptions, beliefs and goals to decide, in the presence of conflicts, which infor-mation prevails.The argumentation formalisms developed in this thesis will constitute a novel and general mechanism for multi-typed systems modeling. Thus, they will be appropriate to model argument types in the proposed agent programming language, but they could also be used in other domains such as argumentation dialogues, multi-source information systems, and value-based information systems. This thesis will address the definition, analysis and properties of these argumentation formalisms and the proposed agent programming language.

Esta tesis se enfoca en el desarrollo de una clase particular de Servicios de Razonamiento para entornos con múltiples agentes, y de Grupos de Servicios de Razonamiento los cuales permiten el tratamiento de diferentes tipos de consultas en paralelo. Se introduce el concepto de Consulta Contextual, que permite a los clientes incluir en sus consultas conocimiento privado y especificar que tratamiento debe darse a dicho conocimiento, al momento de integrarse con el conocimiento público almacenado en el Servicio de Razona-miento. Se abordan tanto la definición abstracta, análisis y propiedades de estos conceptos, como así también se muestran aplicaciones particulares en dominios de aplicación concretos con diferentes lenguajes de representación de conocimiento. Los Servicios de Razonamiento introducidos en esta tesis permiten representar información o conocimiento público y responder consultas de clientes utilizando este conocimiento público junto con información privada provista por el cliente, la cuál es denominada contexto. Las Consultas Contextuales constarán de dos elementos: la consulta parti-cular que el cliente pretende hacer al Servicio de Razonamien-to, y un contexto dentro del cual debe procesarse dicha consulta particular. Se definen diferentes tipos de Consultas Contextuales, mostrando las propiedades y relaciones entre ellas. El objetivo de definir estas nuevas alternativas es lograr eficiencia en el cálculo de las respuestas, buscando reducir la sobrecarga en el intercambio de mensajes y las actualiza-ciones del conocimiento en el Servicio de Razonamiento; y además permitir el procesamiento paralelo de Consultas Contextuales. Se introduce el concepto de Grupo de Razona-miento, que generaliza el concepto de Servicio de Razona-miento y permite: simplificar la interacción de un agente frente a un grupo de Servicios de Razonamiento y cuando sea posible, distribuir automáticamente el cómputo de la res-puesta entre los Servicios de Razonamiento del grupo y calcular la respuesta en paralelo en forma automática. / This thesis presents a particular kind of Reasoning Services for multiagent environments, and Groups of Reasoning Services allowing the parallel processing of different kinds of queries. The concept of Contextual Query allows the clients to include in their queries, private knowledge and the way in which this information should be handled by the Reasoning Service at the moment of using it with its public knowledge. This theses presents an abstract definition of these concepts, including their analysis and properties, and also specific examples on different application domains using distinct languages for knowledge representation. The Rea-soning Services introduced in this thesis allow the repre-sentation of information (public knowledge) and answer client queries using this information together with the private knowledge provided by the clients, also known as context. A Contextual Query contains the query, that a client want to ask to the Reasoning Service, and the context in which this query should be processed. Different kinds of Contextual Queries are presented, including their properties and the relationships among them. The main goal of these Contextual Queries is to be eficient when answering them, trying to reduce the number of messages exchanged and the temporal updates of the knowledge at the Reasoning Service; also allowing parallel processing of these Contextual Queries. A Group of Reasoning Services generalizes the concept of Reasoning Service, simplifying the interaction of an agent with a group of Reasoning Services, and allowing the automatic distribution of the queries among Reasoning Services and also their processing in parallel, whenever this is possible.

El área de la Inteligencia Artificial está experimentado un gran avance en los últimos tiempos con su aplicación a un mayor número de campos diferentes. Uno de ellos es el de los problemas de tiempo real. Problemas donde no sólo es importante la lógica del cálculo de las soluciones, sino también el instante de tiempo en que son calculadas dichas soluciones. Este acercamiento entre ambas árear es, en principio, provechoso, pues la Inteligencia Artificial puede aportar nuevas posibilidades a los sistemas de tiempo real, como una mayor flexibilidad de adaptación a entornos complejos y dinámicos. Sin embargo esta aproximación ha presentado desde siempre importantes dificultades. Principalmente los sistemas de tiempo real poseen unos requerimientos temporales (predecibilidad de los tiempos de respuesta principalmente) que no suelen ser habituales en las técnicas de Inteligencia Artificial. Entre otras formas de abordar este problema, está el desarrollo de arquitecturas software para el diseño de agentes inteligentes para su uso en entornos de tiempo real. Estas arquitecturas poseen diferentes mecanismos para que los agentes construidos puedan trabajar en entornos de tiempo real . Estas arquitecturas poseen diferentes mecanismos para que los agentes construidos puedan trabajas en entornos de tiempo real ofreciendo comportamientos reactivos (para cumplir los requerimientos temporales) y deliberativos (que hacen uso de técnicas de Inteligencia Artificial para conseguir mejores prestaciones). Una de estas arquitecturas es ARTIS. Esta arquitectura hace uso de una planificación de sus tareas a dos niveles para conseguir complir sus objetivos. Por un lado un planificador de primer nivel garantiza la obtención de respuestas dentro de límites temporales estrictos. Un planificador de segundo nivel se encarga del control de componentes que mejoran la calidad de los resultados. El trabajo presentado se centra en este segundo planificador, desarrollando dos heurísticas, SSS....... / Hérnandez López, L. (2004). Heurísticas para el control deliberativo en una arquitectura de agentes inteligentes de tiempo real [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2671

La reducción de modelos para problemas de control de gran tamaño es actualmente uno de los temas fundamentales en teoría de sistemas y control. Entre diversas técnicas existentes, los métodos de truncamiento de estados son los que permiten una mayor precisión en la representación del sistema reducido. Muchos de estos métodos necesitan resolver una o más ecuaciones de Lyapunov (habitualmente acopladas), requiriéndose en ocasiones el factor de Cholesky de su solución. En esta tesis se pesentan algoritmos secuenciales por bloques y paralelos para la resolución de estas ecuaciones. Se han diseñado algoritomos de grano fino, medio y combinado, basados en el método de Hammarling, para multiprocesadores en memoria compartida. También se han desarrollado algoritmos paralelos para multicomputadores que utilizan paso de mensajes, adaptando y desarrollando los algoritmos frente de nda y cíclicos utilizados en la resolución de sistemas triangulares lineales, además se presentan nuevos algoritmos, basados en el método de la función signo matricial, para la resolución completa de las ecuaciones de Lyapunov para tiempo continuo acopladas en el caso estándar y generalizado, calculando tanto la solución explícita como el factor de Cholesky, Todos los algoritmos han sido implementados en diversos computadores paralelos y se han evaluado los resultados. / Claver Iborra, JM. (1998). Algoritmos paralelos y distribuidos para resolver ecuaciones matriciales de Lyapunov en problemas de reducción de modelos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4721

A Engenharia de Conhecimento (Knowledge Engineering - KE) atual considera o desenvolvimento de Sistemas Baseados em Conhecimento (Knowledge- Based Systems - KBSs) como um processo de modelagem baseado em modelos de conhecimento reusáveis. A noção de Métodos de Solução de Problemas (Problem- Solving Methods - PSMs) desempenha um importante papel neste cenário de pesquisa, pois representa o conhecimento inferencial de KBSs em um formalismo explícito. Não menos importante, PSMs também facilitam a compreensão do processo de raciocínio desenvolvido por humanos. PSMs são descritos em um formalismo abstrato e independente de implementação, facilitando a análise do conhecimento inferencial que muitas vezes é obscurecido em grandes bases de conhecimento. Desta forma, este trabalho discute a noção de PSMs, avaliando os problemas de pesquisa envolvidos no processo de desenvolvimento e especificação de um método, como também analisando as possibilidades de aplicação de PSMs. O trabalho apresenta a descrição e análise de um estudo de caso sobre o processo de desenvolvimento, especificação e aplicação de um PSM Interpretação de Rochas. As tarefas de interpretação de rochas são desenvolvidas por petrógrafos especialistas e correspondem a um importante passo na caracterização de rochasreservatório de petróleo e definição de técnicas de exploração, permitindo que companhias de petróleo reduzam custos de exploração normalmente muito elevados. Para suportar o desenvolvimento de KBSs neste domínio de aplicação, foram desenvolvidos dois PSMs novos: o PSM Interpretação de Rochas e o PSM Interpretação de Ambientes Diagenéticos. Tais métodos foram especificados a partir de uma análise da perícia em Petrografia Sedimentar, como também a partir de modelos de conhecimento e dados desenvolvidos durante o projeto PetroGrapher. O PSM Interpretação de Rochas e o PSM Interpretação de Ambientes Diagenéticos são especificados conceitualmente em termos de competência, especificação operacional e requisitos/suposições. Tais definições detalham os componentes centrais de um esquema de raciocínio para interpretação de rochas. Este esquema é empregado como um modelo de compreensão e análise do processo de raciocínio requerido para orientar o desenvolvimento de uma arquitetura de raciocínio para interpretação de rochas. Esta arquitetura é descrita em termos de requisitos de armazenamento e manipulação de dados e conhecimento, permitindo projetar e construir um algoritmo de inferência simbólico para uma aplicação de bancos de dados inteligentes denominada PetroGrapher.

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