La evolución de la tecnología de Realidad Virtual (RV) ha contribuido en todos los campos, incluyendo la psicología. Esta evolución implica mejoras tanto en hardware como en software, que permiten experiencias más inmersivas. En un entorno de RV los usuarios pueden percibir la sensación de "presencia" y sentirse "inmersos". Estas sensaciones son posibles utilizando HMDs. Hoy en día, el desarrollo de los HMDs se ha centrado en mejorar sus características técnicas para ofrecer inmersión total. En psicología, los entornos de RV son una herramienta de investigación. Hay algunas aplicaciones para evaluar la memoria espacial que utilizan métodos básicos de interacción. Sin embargo, sistemas de RV que incorporen estereoscopía y movimiento físico todavía no se han explotado en psicología. En esta tesis, se ha desarrollado un nuevo sistema de RV que combina características inmersivas, interactivas y de movimiento. El sistema de RV (tarea en un laberinto virtual) se ha utilizado para evaluar la memoria espacial y la percepción de profundidad. Se han integrado dos tipos diferentes de interacción: una basada en locomoción que consistió en pedalear en una bicicleta fija (condición1) y otra estacionaria usando un gamepad (condición2). El sistema integró dos tipos de visualización: 1) Oculus Rift (OR); 2) Una gran pantalla estéreo. Se diseñaron dos estudios. El primer estudio (N=89) evaluó la memoria espacial a corto plazo usando el OR y los dos tipos de interacción. Los resultados indican que existían diferencias significativas entre ambas condiciones. Los participantes que utilizaron la condición2 obtuvieron mejor rendimiento que los que utilizaron la tarea en la condición1. Sin embargo, no se encontraron diferencias significativas en las puntuaciones de satisfacción e interacción entre ambas condiciones. El desempeño en la tarea correlacionó con el desempeño en las pruebas neuropsicológicas clásicas, revelando la verosimilitud entre ellas. El segundo estudio (N=59) incluyó participantes con y sin estereopsis. Este estudio evaluó la percepción de profundidad comparando los dos sistemas de visualización. Los participantes realizaron la tarea usando la condición2. Los resultados mostraron que las diferentes características del sistema de visualización no influyeron en el rendimiento en la tarea entre los participantes con y sin estereopsis. Se encontraron diferencias significativas a favor del HMD entre las dos condiciones y entre los dos grupos de participantes respecto a la percepción de profundidad. Los participantes que no tenían estereopsis y no podían percibir la profundidad cuando utilizaban otros sistemas de visualización, tuvieron la ilusión de percepción de profundidad cuando utilizaron el OR. El estudio sugiere que para las personas que no tienen estereopsis, el seguimiento de la cabeza influye en gran medida en la experiencia 3D. Los resultados estadísticos de ambos estudios han demostrado que el sistema de RV desarrollado es una herramienta apropiada para evaluar la memoria espacial a corto plazo y la percepción de profundidad. Por lo tanto, los sistemas de RV que combinan inmersión total, interacción y movimiento pueden ser una herramienta útil para la evaluación de procesos cognitivos humanos como la memoria. De estos estudios se han extraído las siguientes conclusiones generales: 1) La tecnología de RV y la inmersión proporcionada por los actuales HMDs son herramientas adecuadas para aplicaciones psicológicas, en particular, la evaluación de la memoria espacial a corto plazo; 2) Un sistema de RV como el presentado podría ser utilizado como herramienta para evaluar o entrenar adultos en habilidades relacionadas con la memoria espacial a corto plazo; 3) Los dos tipos de interacción utilizados para la navegación en el laberinto virtual podrían ser útiles para su uso con diferentes colectivos; 4) El OR permite que los usuarios sin estereopsis puedan percibir l / The evolution of Virtual Reality (VR) technology has contributed in all fields, including psychology. This evolution involves improvements in hardware and software allowing more immersive experiences. In a VR environment users can perceive the sensation of "presence" and feel "immersed". These sensations are possible using VR devices as HMDs. Nowadays, the development of the HMDs has focused on improving their technical features to offer full immersion. In psychology, VR environments are research tools because they allow the use of new paradigms that are not possible to employ in a real environment. There are some applications for assessing spatial memory that use basic methods of HCI. However, VR systems that incorporate stereoscopy and physical movement have not yet been exploited in psychology. In this thesis, a novel VR system combining immersive, interactive and motion features was developed. This system was used for the assessment of the spatial memory and the evaluation of depth perception. For this system, a virtual maze task was designed and implemented. In this system, two different types of interaction were integrated: a locomotion-based interaction pedaling a fixed bicycle (condition1), and a stationary interaction using a gamepad (condition2). This system integrated two types of display systems: 1) The Oculus Rift; 2) A large stereo screen. Two studies were designed to determine the efficacy of the VR system using physical movement and immersion. The first study (N=89) assessed the spatial short term memory using the Oculus Rift and the two types of interaction The results showed that there were statistically significant differences between both conditions. The participants who performed the condition2 got better performance than participants who performed the condition1. However, there were no statistically significant differences in satisfaction and interaction scores between both conditions. The performance on the task correlated with the performance on other classical neuropsychological tests, revealing a verisimilitude between them. The second study (N=59) involved participants who had and who had not stereopsis. This study assessed the depth perception by comparing the two display systems. The participants performed the task using the condition2. The results showed that the different features of the display system did not influence the performance on the task between the participants with and without stereopsis. Statistically significant differences were found in favor of the HMD between the two conditions and between the two groups of participants regard to depth perception. The participants who did not have stereopsis and could not perceive the depth when they used other display systems (e.g. CAVE); however, they had the illusion of depth perception when they used the Oculus Rift. The study suggests that for the people who did not have stereopsis, the head tracking largely influences the 3D experience. The statistical results of both studies have proven that the VR system developed for this research is an appropriate tool to assess the spatial short-term memory and the depth perception. Therefore, the VR systems that combine full immersion, interaction and movement can be a helpful tool for the assessment of human cognitive processes as the memory. General conclusions from these studies are: 1) The VR technology and immersion provided by current HMDs are appropriate tools for psychological applications, in particular, the assessment of spatial short-term memory; 2) A VR system like the one presented in this thesis could be used as a tool to assess or train adults in skills related to spatial short-term memory; 3) The two types of interaction (condition1 and condition2) used for navigation within the virtual maze could be helpful to use with different collectives; 4) The Oculus Rift allows that the users without stereopsis can perceive the depth perception of 3D objects and have rich 3D experiences. / L'evolució de la tecnologia de Realitat Virtual (RV) ha contribuït en tots els camps, incloent la psicologia. Aquesta evolució implica millores en el maquinari i el programari que permeten experiències més immersives. En un entorn de RV, els usuaris poden percebre la sensació de "presència" i sentir-se "immersos". Aquestes sensacions són possibles utilitzant HMDs. Avui dia, el desenvolupament dels HMDs s'ha centrat a millorar les seves característiques tècniques per oferir immersió plena. En la psicologia, els entorns de RV són eines de recerca. Hi ha algunes aplicacions per avaluar la memòria espacial que utilitzen mètodes bàsics d'interacció. Tanmateix, sistemes de RV que incorporen estereoscòpia i moviment físic no s'han explotat en psicologia. En aquesta tesi, s'ha desenvolupat un sistema de RV novell que combina immersió, interacció i moviment. El sistema (tasca en un laberint virtual) s'ha utilitzat per a l'avaluació de la memòria espacial i la percepció de profunditat. S'han integrat dos tipus d'interacció: una interacció basada en locomoció pedalejant una bicicleta fixa (condició1), i l'altra una interacció estacionària usant un gamepad (condició2). S'han integrat dos tipus de sistemes de pantalla: 1) L'Oculus Rift; 2) Una gran pantalla estereoscòpica. Dos estudis van ser dissenyats. El primer estudi (N=89) va avaluar la memòria a curt termini i espacial utilitzant l'Oculus Rift i els dos tipus d'interacció. Els resultats indiquen que hi havia diferències significatives entre les dues condicions. Els participants que van utilitzar la condició2 van obtenir millor rendiment que els participants que van utilitzar la condició1. Tanmateix, no hi havia diferències significatives dins satisfacció i puntuacions d'interacció entre les dues condicions. El rendiment de la tasca va correlacionar amb el rendiment en les proves neuropsicològiques clàssiques, revelant versemblança entre elles. El segon estudi (N=59) va implicar participants que van tenir i que van haver-hi no estereopsis. Aquest estudi va avaluar la percepció de profunditat comparant els dos sistemes de pantalla. Els participants realitzen la tasca utilitzant la condició2. Els resultats van mostrar que les diferents característiques del sistema de pantalla no va influir en el rendiment en la tasca entre els participants qui tenien i els qui no tenien estereopsis. Diferències significatives van ser trobades a favor del HMD entre les dues condicions i entre els dos grups de participants. Els participants que no van tenir estereopsis i no podien percebre la profunditat quan van utilitzar altres sistemes de pantalla (per exemple, CAVE), van tenir la il.lusió de percepció de profunditat quan van utilitzar l'Oculus Rift. L'estudi suggereix que per les persones que no van tenir estereopsis, el seguiment del cap influeix en gran mesura en l'experiència 3D. Els resultats estadístics dels dos estudis han provat que el sistema de RV desenvolupat per aquesta recerca és una eina apropiada per avaluar la memòria espacial a curt termini i la percepció de profunditat. Per això, els sistemes de RV que combinen immersió plena, interacció i moviment poden ser una eina útil per la avaluació de processos cognitius humans com la memòria Les conclusions generals que s'han extret d'aquests estudis, són les següents: 1) La tecnologia de RV i la immersió proporcionada pels HMDs són eines apropiades per aplicacions psicològiques, en particular, la avaluació de memòria espacial a curt termini; 2) Un sistema de RV com el presentat podria ser utilitzat com a eina per avaluar o entrenar adults en habilitats relacionades amb la memòria espacial a curt termini; 3) Els dos tipus d'interacció utilitzats per navegació dins del laberint virtual podrien ser útils per al seu ús amb diferent col.lectius; 3) L'Oculus Rift permet que els usuaris que no tenen estereopsis puguen percebre la percepció de profunditat dels objectes 3D i tenir / Cárdenas Delgado, SE. (2017). VR systems for memory assessment and depth perception [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/94629

Tesis por compendio / Los juegos serios colaborativos tienen un impacto positivo en el comportamiento y el aprendizaje, pero siguen desarrollándose para plataformas tecnológicas tradicionales como videoconsolas y ordenadores de sobremesa o portátiles, los cuales han sido identificados como sub-óptimos para niños en diversos estudios. En su lugar, el uso de dispositivos móviles como tabletas y teléfonos inteligentes presenta diversas ventajas: son económicamente asequibles, están ampliamente distribuidos, y pueden ser transportados, lo cual permite la actividad física y poder iniciar un juego sin necesitar que los usuarios se trasladen a una localización fija, especialmente dedicada para tal fin. Además, combinar varios de estos dispositivos y coordinar la interacción entre ellos en lo que se denomina Entorno Multi-Pantalla (EMP) proporciona beneficios adicionales para la colaboración tales como una mayor escalabilidad, conciencia del espacio de trabajo, paralelismo y fluidez de las interacciones. La interacción en estos entornos multi-tableta es por tanto un aspecto crítico. Los dispositivos móviles están diseñados para ser interactuados mediante el toque de los dedos principalmente, lo cual es muy sencillo y directo, pero está normalmente limitado a la pequeña dimensión de las pantallas, lo que puede conllevar la oclusión de la pantalla y la infrautilización del espacio periférico. Por esta razón, esta tesis se centra en la exploración de otro mecanismo de interacción que puede complementar al táctil: interacciones tangibles alrededor del dispositivo. Las interacciones tangibles están basadas en la manipulación de objetos físicos, lo que presenta un valor adicional en la educación de los niños puesto que resuena con los manipulativos educativos tradicionales y permite la exploración del mundo físico. Por otra parte, la explotación del espacio que envuelve a las pantallas tiene diversos beneficios adicionales para actividades educativas colaborativas: reducida oclusión de la pantalla (lo cual puede incrementar la conciencia del espacio de trabajo), el uso de objetos tangibles como contenedores de información digital que puede ser transportada de forma continua entre dispositivos, y la identificación de un determinado estudiante a través de la codificación de su ID en un operador tangible (lo cual facilita el seguimiento de sus acciones y progreso durante el juego). Esta tesis describe dos enfoques distintos para construir juegos educativos colaborativos en EMPs utilizando interacciones tangibles alrededor de los dispositivos. Una, denominada MarkAirs, es una solución óptica aérea que no necesita ningún hardware adicional aparte de las tabletas excepto diversas tarjetas de cartón impresas. La otra, Tangibot, introduce un robot tangiblemente controlado y otro atrezo físico en el entorno, y se basa en tecnología RFID. Ambas interacciones son respectivamente evaluadas, y se observa que MarkAirs es usable y poco exigente tanto para adultos como para niños, y que se pueden realizar con éxito gestos de grano fino encima de las tabletas con ella. Además, al aplicarse en juegos colaborativos, puede ayudar a reducir la oclusión de las pantallas y la interferencia entre las distintas acciones de los usuarios, lo cual es un problema que puede surgir en este tipo de escenarios cuando solamente se dispone de interacciones táctiles. Se evalúa un juego educativo colaborativo con MarkAirs con niños de educación primaria, y se concluye que este mecanismo es capaz de crear experiencias de aprendizaje colaborativo y de presentar un valor añadido en términos de experiencia de usuario, aunque no en eficiencia. Con respecto a Tangibot, se muestra que controlar colaborativamente un robot móvil mediante unas palas tangibles con cierta precisión es factible para niños a partir de los tres años de edad, e incluso para personas mayores con un deterioro cognitivo leve. Además, proporciona una experiencia divertida / Collaborative serious games have a positive impact on behavior and learning, but the majority are still being developed for traditional technological platforms, e.g., video consoles and desktop/laptop computers, which have been deemed suboptimal for children by several studies. Instead, the use of handheld devices such as tablets and smartphones presents several advantages: they are affordable, very widespread, and mobile---which enables physical activity and being able to engage in a game without requiring users to gather around a fixed, dedicated, location. Plus, combining several of these devices and coordinating interactions across them in what is called a Multi-Display Environment (MDE) brings on additional benefits to collaboration like higher scalability, awareness, parallelism, and fluidity of the interaction. How to interact with these multi-tablet environments is therefore a critical issue. Mobile devices are designed to be interacted mainly via touch, which is very straightforward but usually limited to the small area of the displays, which can lead to the occlusion of the screen and the underuse of the peripheral space. For this reason, this thesis focuses on the exploration of another interaction mechanism that can complement touch: tangible around-device interactions. Tangible interactions are based on the manipulation of physical objects, which have an added value in childhood education as they resonate with traditional learning manipulatives and enable the exploration of the physical world. On the other hand, the exploitation of the space surrounding the displays has several potential benefits for collaborative-learning activities: reduced on-screen occlusion (which may increase workspace awareness), the use of tangible objects as containers of digital information that can be seamlessly moved across devices, and the identification of a given student through the encoding of their ID in a tangible manipulator (which facilitates the tracking of their actions and progress throughout the game). This thesis describes two different approaches to build collaborative-learning games for MDEs using tangible around-device interactions. One, called MarkAirs, is a mid-air optical solution relying on no additional hardware besides the tablets except for several cardboard printed cards. The other, Tangibot, introduces a tangible-mediated robot and other physical props in the environment and is based on RFID technology. Both interactions are respectively evaluated, and it is observed that MarkAirs is usable and undemanding both for adults and for children, and that fine-grained gestures above the tablets can be successfully conducted with it. Also, when applied to collaborative games, it can help reduce screen occlusion and interference among the different users' actions, which is a problem that may arise in such settings when only touch interactions are available. A collaborative learning game with MarkAirs is evaluated with primary school children, revealing this mechanism as capable of creating collaborative learning experiences and presenting an added value in user experience, although not in performance. With respect to Tangibot, we show how collaboratively controlling a mobile robot with tangible paddles and achieving certain precision with it is feasible for children from 3 years of age, and even for elderly people with mild cognitive impairment. Furthermore, it provides a fun experience for children and maintains them in a constant state of flow. / Els jocs seriosos col·laboratius tenen un impacte positiu en el comportament i l'aprenentatge, però continuen sent desenvolupats per a plataformes tecnològiques tradicionals com videoconsoles i ordinadors de sobretaula o portàtils, els quals han sigut identificats com sub-òptims per a xiquets en diversos estudis. D'altra banda, l'ús de dispositius mòbils com ara tabletes i telèfons intel·ligents presenta diversos avantatges: són econòmicament assequibles, estan àmpliament distribuïts i poden ser transportats, la qual cosa permet l'activitat física i poder iniciar un joc sense necessitat de què els usuaris es traslladen a una localització fixa i especialment dedicada per a eixa finalitat. A més, combinar diversos d'estos dispositius i coordinar la interacció entre ells en el que es denomina Entorn Multi-Pantalla (EMP) proporciona beneficis addicionals per a la col·laboració tals com una major escalabilitat, consciència de l'espai de treball, paral·lelisme i fluïdesa de les interaccions. La interacció amb estos entorns multi-tableta és per tant crítica. Els dispositius mòbils estan dissenyats per a ser interactuats mitjançant tocs de dit principalment, mecanisme molt senzill i directe, però està normalment limitat a la reduïda dimensió de les pantalles, cosa que pot ocasionar l'oclusió de la pantalla i la infrautilització de l'espai perifèric. Per aquesta raó, la present tesi se centra en l'exploració d'un altre mecanisme d'interacció que pot complementar al tàctil: interaccions tangible al voltant dels dispositius. Les interaccions tangibles estan basades en la manipulació d'objectes físics, cosa que presenta un valor addicional en l'educació dels xiquets ja que ressona amb els manipulatius tradicionals i permet l'exploració del món físic. D'altra banda, l'explotació de l'espai que envolta a les pantalles té diversos beneficis addicionals per a activitats educatives col·laboratives: reduïda oclusió de la pantalla (la qual cosa pot incrementar la consciència de l'espai de treball), l'ús d'objectes tangibles com a contenidors d'informació digital que pot ser transportada de forma continua entre dispositius, i la identificació d'un estudiant determinat a través de la codificació de la seua identitat en un operador tangible (cosa que facilita el seguiment de les seues accions i progrés durant el joc). Aquesta tesi descriu dos enfocaments distints per a construir jocs educatius col·laboratius en EMPs utilitzant interaccions tangibles al voltant dels dispositius. Una, denominada MarkAirs, és una solució òptica aèria que no precisa de cap maquinari addicional a banda de les tabletes, exceptuant diverses targetes de cartró impreses. L'altra, Tangibot, introdueix un robot controlat tangiblement i attrezzo físic addicional en l'entorn, i es basa en tecnologia RFID. Ambdues interaccions són avaluades respectivament, i s'observa que MarkAirs és usable i poc exigent tant per a adults com per a xiquets, i que es poden realitzar gestos de granularitat fina dalt de les tabletes amb ella. A més a més, en aplicar-se a jocs col·laboratius, pot ajudar a reduir l'oclusió de les pantalles i la interferència entre les distintes accions dels usuaris, problema que pot aparèixer en este tipus d'escenaris quan solament es disposa d'interaccions tàctils. S'avalua un joc educatiu col·laboratiu amb MarkAirs amb xiquets d'educació primària, i es conclou que aquest mecanisme és capaç de crear experiències d'aprenentatge col·laboratiu i de presentar un valor afegit en termes d'experiència d'usuari, tot i que no en eficiència. Respecte a Tangibot, es mostra que controlar conjuntament un robot mòbil mitjançant unes pales tangibles amb certa precisió és factible per a xiquets a partir de tres anys i inclús per a persones majors amb un lleu deteriorament cognitiu. A més, proporciona una experiència divertida per als xiquets i els manté en un estat constant de flow. / García Sanjuan, F. (2018). CREAME: CReation of Educative Affordable Multi-surface Environments [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/101942 / Compendio

Entender el genoma es un desafío de primer nivel, y esto se debe en gran parte a la gran cantidad de información existente en el dominio. Gracias a la aplicación de tecnologías NGS (Next-Generation Sequencing) se han generado enormes cantidades de datos -nuevos-, por lo que es fundamental construir estructuras que permitan organizar, procesar y explorar los datos con el fin de lograr un máximo provecho de la información y mejorar la comprensión del genoma humano. En este estudio se define un marco de trabajo centrado en el uso del Modelado Conceptual como estrategia esencial para la búsqueda de soluciones. En el campo médico este enfoque de desarrollo de software está ganando impulso por su impacto en el trabajo realizado por genetistas, laboratorios clínicos y bioinformáticos. Entender el genoma es un dominio de aplicación muy interesante debido a dos aspectos fundamentales: 1) en primer lugar, por las implicaciones sociológicas que supone plantearse la posibilidad de entender el lenguaje de la vida. 2) y, en segundo lugar, desde una perspectiva más práctica de aplicación en el ámbito clínico, debido a su repercusión en la generación de diagnósticos genómicos, los cuales juegan un papel importante dentro de la Medicina de Precisión. En esta Tesis Doctoral se propone utilizar un Modelo Conceptual del Genoma Humano (MCGH) como base fundamental para la generación de Sistemas de Información Genómicos (GeIS), con el objetivo de facilitar una conceptualización del dominio que permita i) alcanzar un conocimiento preciso del dominio y ii) ser capaces de llegar a una medicina de precisión (personalizada). Es importante resaltar que este Modelo Conceptual debe permanecer en constante crecimiento debido a los nuevos aportes que surgen en la comunidad científica. En este trabajo de investigación se presenta la evolución natural del modelo, así como un ejemplo de extensión del mismo, lo que permite comprobar su extensibilidad conservando su definición inicial. Además, se aplica el uso de una metodología (SILE) sistemática para la obtención de los datos desde los distintos repositorios genómicos, los cuales serán explotados a través herramientas software basadas en modelos conceptuales. Mediante el uso de este Modelo Conceptual holístico del Genoma Humano se busca comprender y mejorar el compromiso ontológico con el dominio -genómico-, y desarrollar Sistemas de Información Genómicos apoyados en Modelo Conceptuales para ayudar a la toma de decisiones en el entorno bioinformático. / Understanding the genome is a first level challenge, and this is due in large part to a large amount of information in the domain. Thanks to the application of NGS (Next-Generation Sequencing) technologies, enormous amounts of -new- data have been generated, so it is essential to building structures that allow organizing, processing and exploring the data in order to obtain maximum benefit from the information and improve the understanding of the human genome. In this study we define a framework focused on the use of Conceptual Modeling as an essential strategy for finding solutions. In the medical field, this approach to software development is gaining momentum due to its impact on the work carried out by geneticists, clinical laboratories, and bioinformatics. Understanding the genome is a domain of very interesting application due to two fundamental aspects: 1) firstly, because of the sociological implications of considering the possibility of understanding the language of life. 2) secondly, from a more practical perspective of application in the clinical field, due to its repercussion in the generation of genomic diagnoses, which play an important role within Precision Medicine. In this PhD, it is proposed to use a Conceptual Model of the Human Genome (CMHG) as the fundamental basis for the generation of Genomic Information Systems (GeIS), with the aim of facilitating a conceptualization of the domain that allows i) to achieve a precise knowledge of the domain and ii) be able to increase and improve the adaptation of genomics in personalized medicine. It is important to highlight that this Conceptual Model must remain in constant growth due to the new contributions that arise in the scientific community. In this research work the natural evolution of the model is presented, as well as an example of its extension, which allows verifying its extensibility while preserving its initial definition. In addition, the use of a systematic methodology is applied to obtain the data from the different genomic repositories, which will be exploited through software tools based on conceptual models. Through the use of this Holistic Conceptual Model of the Human Genome, we seek to understand and improve the ontological commitment to the -genomic- domain, and develop GeIS supported in Conceptual Model to help decision making in the bioinformatic environment in order to provide better treatment to the patients. / Entendre el genoma és un desafiament de primer nivell, i açò es deu en gran part a la gran quantitat d'informació existent en el domini. Gràcies a l'aplicació de tecnologies NGS (Next-Generation Sequencing) s'han generat enormes quantitats de dades - nous-, per la qual cosa és fonamental construir estructures que permeten organitzar, processar i explorar les dades a fi d'aconseguir un màxim profit de la informació i millorar la comprensió del genoma humà. En este estudi es definix un marc de treball centrat en l'ús del Modelatge Conceptual com a estratègia essencial per a la busca de solucions. En el camp mèdic este enfocament de desenvolupament de programari està guanyant impuls pel seu impacte en el treball realitzat per genetistes, laboratoris clínics i bioinformàtics. Entendre el genoma és un domini d'aplicació molt interessant a causa de dos aspectes fonamentals: 1) en primer lloc, per les implicacions sociològiques que suposa plantejar-se la possibilitat d'entendre el llenguatge de la vida. 2) i, en segon lloc, des d'una perspectiva més pràctica d'aplicació en l'àmbit clínic, a causa de la seua repercussió en la generació de diagnòstics genòmics, els quals juguen un paper important dins de la Medicina de Precisió. En esta Tesi Doctoral es proposa utilitzar un Model Conceptual del Genoma Humà (MCGH) com a base fonamental per a la generació de Sistemes d'Informació Genòmics (GeIS), amb l'objectiu de facilitar una conceptualització del domini que permeta i) aconseguir un coneixement precís del domini i ii) ser capaços d'arribar a una medicina de precisió (personalitzada). És important ressaltar que este Model Conceptual ha de romandre en constant creixement degut a les noves aportacions que sorgixen en la comunitat científica. En este treball d'investigació es presenta l'evolució natural del model, així com un exemple d'extensió del mateix, la qual cosa permet comprovar la seua extensibilitat conservant la seua definició inicial. A més, s'aplica l'ús d'una metodologia (SILE) sistemàtica per a l'obtenció de les dades des dels distints reposadors genòmics, els quals seran explotats a través ferramentes de programari basades en models conceptuals. Per mitjà de l'ús d'este Model Conceptual holístic del Genoma Humà es busca comprendre i millorar el compromís ontològic amb el domini -genòmic-, i desenvolupar Sistemes d'Informació Genòmics recolzats en Model Conceptuals per ajudar a la presa de decisions en l'entorn bioinformàtic. / Reyes Román, JF. (2018). DISEÑO Y DESARROLLO DE UN SISTEMA DE INFORMACIÓN GENÓMICA BASADO EN UN MODELO CONCEPTUAL HOLÍSTICO DEL GENOMA HUMANO [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/99565

Tesis por compendio / El estudio de la interacción de los animales con la tecnología y el desarrollo de sistemas tecnológicos centrados en el animal está ganando cada vez más atención desde la aparición del área de Animal Computer Interaction (ACI). ACI persigue mejorar el bienestar de los animales en diferentes entornos a través del desarrollo de tecnología adecuada para ellos siguiendo un enfoque centrado en el animal. Entre las líneas de investigación que ACI está explorando, ha habido bastante interés en la interacción de los animales con la tecnología basada en el juego. Las actividades de juego tecnológicas tienen el potencial de proveer estimulación mental y física a los animales en diferentes contextos, pudiendo ayudar a mejorar su bienestar. Mientras nos embarcamos en la era de la Internet de las Cosas, las actividades de juego tecnológicas actuales para animales todavía no han explorado el desarrollo de soluciones pervasivas que podrían proveerles de más adaptación a sus preferencias a la vez que ofrecer estímulos tecnológicos más variados. En su lugar, estas actividades están normalmente basadas en interacciones digitales en lugar de explorar dispositivos tangibles o aumentar las interacciones con otro tipo de estímulos. Además, estas actividades de juego están ya predefinidas y no cambian con el tiempo, y requieren que un humano provea el dispositivo o la tecnología al animal. Si los humanos pudiesen centrarse más en su participación como jugadores de un sistema interactivo para animales en lugar de estar pendientes de sujetar un dispositivo para el animal o de mantener el sistema ejecutándose, esto podría ayudar a crear lazos más fuertes entre especies y promover mejores relaciones con los animales. Asimismo, la estimulación mental y física de los animales son aspectos importantes que podrían fomentarse si los sistemas de juego diseñados para ellos pudieran ofrecer un variado rango de respuestas, adaptarse a los comportamientos del animal y evitar que se acostumbre al sistema y pierda el interés. Por tanto, esta tesis propone el diseño y desarrollo de entornos tecnológicos de juego basados en Interfaces Naturales de Usuario que puedan adaptarse y reaccionar a las interacciones naturales de los animales. Estos entornos pervasivos permitirían a los animales jugar por si mismos o con una persona, ofreciendo actividades de juego más dinámicas y atractivas capaces de adaptarse con el tiempo. / L'estudi de la interacció dels animals amb la tecnologia i el desenvolupament de sistemes tecnològics centrats en l'animal està guanyant cada vegada més atenció des de l'aparició de l'àrea d'Animal Computer Interaction (ACI) . ACI persegueix millorar el benestar dels animals en diferents entorns a través del desenvolupament de tecnologia adequada per a ells amb un enfocament centrat en l'animal. Entre totes les línies d'investigació que ACI està explorant, hi ha hagut prou interès en la interacció dels animals amb la tecnologia basada en el joc. Les activitats de joc tecnològiques tenen el potencial de proveir estimulació mental i física als animals en diferents contextos, podent ajudar a millorar el seu benestar. Mentre ens embarquem en l'era de la Internet de les Coses, les activitats de joc tecnològiques actuals per a animals encara no han explorat el desenvolupament de solucions pervasives que podrien proveir-los de més adaptació a les seues preferències al mateix temps que oferir estímuls tecnològics més variats. En el seu lloc, estes activitats estan normalment basades en interaccions digitals en compte d'explorar dispositius tangibles o augmentar les interaccions amb estímuls de diferent tipus. A més, aquestes activitats de joc estan ja predefinides i no canvien amb el temps, mentre requereixen que un humà proveïsca el dispositiu o la tecnologia a l'animal. Si els humans pogueren centrar-se més en la seua participació com a jugadors actius d'un sistema interactiu per a animals en compte d'estar pendents de subjectar un dispositiu per a l'animal o de mantenir el sistema executant-se, açò podria ajudar a crear llaços més forts entre espècies i promoure millors relacions amb els animals. Així mateix, l'estimulació mental i física dels animals són aspectes importants que podrien fomentar-se si els sistemes de joc dissenyats per a ells pogueren oferir un rang variat de respostes, adaptar-se als comportaments de l'animal i evitar que aquest s'acostume al sistema i perda l'interès. Per tant, esta tesi proposa el disseny i desenvolupament d'entorns tecnològics de joc basats en Interfícies Naturals d'Usuari que puguen adaptar-se i reaccionar a les interaccions naturals dels animals. Aquestos escenaris pervasius podrien permetre als animals jugar per si mateixos o amb una persona, oferint activitats de joc més dinàmiques i atractives que siguen capaces d'adaptar-se amb el temps. / The study of animals' interactions with technology and the development of animal-centered technological systems is gaining attention since the emergence of the research area of Animal Computer Interaction (ACI). ACI aims to improve animals' welfare and wellbeing in several scenarios by developing suitable technology for the animal following an animal-centered approach. Among all the research lines ACI is exploring, there has been significant interest in animals' playful interactions with technology. Technologically mediated playful activities have the potential to provide mental and physical stimulation for animals in different environmental contexts, which could in turn help to improve their wellbeing. As we embark in the era of the Internet of Things, current technological playful activities for animals have not yet explored the development of pervasive solutions that could provide animals with more adaptation to their preferences as well as offering varied technological stimuli. Instead, playful technology for animals is usually based on digital interactions rather than exploring tangible devices or augmenting the interactions with different stimuli. In addition, these playful activities are already predefined and do not change over time, while they require that a human has to be the one providing the device or technology to the animal. If humans could focus more on their participation as active players of an interactive system aimed for animals instead of being concerned about holding a device for the animal or keep the system running, this might help to create stronger bonds between species and foster better relationships with animals. Moreover, animals' mental and physical stimulation are important aspects that could be fostered if the playful systems designed for animals could offer a varied range of outputs, be tailored to the animal's behaviors and prevented the animal to get used to the system and lose interest. Therefore, this thesis proposes the design and development of technological playful environments based on Natural User Interfaces that could adapt and react to the animals' natural interactions. These pervasive scenarios would allow animals to play by themselves or with a human, providing more engaging and dynamic playful activities that are capable of adapting over time. / Pons Tomás, P. (2018). Towards Intelligent Playful Environments for Animals based on Natural User Interfaces [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/113075 / Compendio

Tesis por compendio / [ES] La tecnología multi-táctil se ha convertido en una de las más emergentes tras experimentar un enorme crecimiento desde sus pasos iniciales en los años ochenta hasta su amplia aceptación y uso en la actualidad. Por una parte, la tecnología multi-táctil se basa en el estilo de interacción de manipulación directa el cual proporciona a los usuarios la ventaja de ver los objetos y las acciones de interés, sustituir comandos escritos por acciones de señalado y, además, permite la realización de acciones rápidas, reversibles e incrementales evitando el uso de instrucciones complejas. Por otra parte, diversos trabajos han evaluado las virtudes derivadas de utilizar conjuntamente la manipulación directa con el toque directo mostrando que es posible evitar los problemas inherentes a otras técnicas de interacción como el ratón y el teclado. Por lo tanto, aprovechando la interacción natural e intuitiva proporcionada por la tecnología multi-táctil, ésta parece una forma ideal para dar soporte a la creación de escenarios educativos dirigidos a niños en edad preescolar. Sin embargo, a pesar de la existencia de diversos estudios que evalúan la idoneidad de utilizar el estilo de interacción de manipulación directa, existe una falta de trabajos abordando el uso dispositivos basados en superficies táctiles con niños de una temprana edad. Asimismo, en la actualidad existe una creciente tendencia a diseñar aplicaciones educativas y lúdicas dirigidas a niños en edad preescolar utilizando dispositivos multi-táctiles como los teléfonos inteligentes o las tabletas. Además, diversos informes señalan que los niños son usuarios frecuentes de este tipo de dispositivos y los utilizan incluso antes de ser capaces de hablar. Sin embargo, a pesar de este crecimiento en el uso de la tecnología multi-táctil y su aparente idoneidad para ser utilizado en el desarrollo de aplicaciones educativas para niños en edad preescolar, no existen unas interacciones universales y estandarizadas para preescolares a la hora de utilizar dispositivos táctiles ya que habitualmente sólo se utilizan dos gestos básicos (básicamente, el toque con un dedo para seleccionar y el arrastre con un dedo para el movimiento). Por lo tanto, existe una clara necesidad de llevar a cabo estudios empíricos para contribuir y avanzar en el diseño de aplicaciones que den un soporte adecuado y encaje con las habilidades de los niños en su temprano desarrollo. Por tanto, esta tesis propone, diseña y evalúa diversas estrategias de usabilidad y comunicabilidad adaptadas a los niños en edad preescolar para establecer la base para el diseño y desarrollo de futuras aplicaciones basadas en dispositivos táctiles dirigidas a preescolares. Estas estrategias llevarán a la adecuada definición de guías de diseño que permitirán a los niños aprovechar al máximo la tecnología multi-táctil, harán posible el desarrollo de nuevas y atractivas aplicaciones y, eventualmente, también podrán ayudar al desarrollo cognitivo y motor de los niños. / [CA] La tecnologia multi-tàctil s'ha convertit en una de les més emergents després d'experimentar un enorme creixement des dels seus passos inicials als anys vuitanta fins l'actualitat on es àmpliament acceptada i utilitzada. D'una banda, la tecnologia multi-tàctil es basa en l'estil d'interacció de manipulació directa, el qual proporciona als usuaris l'avantatge de veure els objectes i les accions d'interès, substituir comandos escrits per accions d'assenyalament i, a més, permet la realització d'accions, ràpides, reversibles i incrementals evitant l'ús d'instruccions complexes. D'altra banda, diversos treballs han avaluat les virtuts derivades d'utilitzar conjuntament la manipulació directa amb el toc directe mostrant que és possible evitar els problemes inherents a altres tècniques d'interacció com el ratolí i el teclat. Per tant, aprofitant la interacció natural i intuïtiva proporcionada per la tecnologia multi-tàctil, aquesta sembla una forma ideal per donar suport a la creació d'escenaris educatius per a xiquets en edat preescolar. No obstant això, malgrat l'existència de diversos estudis que avaluen la idoneïtat d'utilitzar l'estil d'interacció de manipulació directa, existeix una manca de treballs abordant l'ús de dispositius basats en superfícies tàctils amb xiquets d'edat primerenca. Així mateix, en l'actualitat existeix una creixent tendència a dissenyar aplicacions educatives i lúdiques dirigides a xiquets en edat preescolar utilitzant dispositius tàctils com els telèfons intel¿ligents o les tauletes. A més, diversos informes assenyalen que els xiquets són usuaris freqüents d'aquests tipus de dispositius i els utilitzen fins i tot abans de ser capaços de parlar. Malgrat aquest creixement en l'ús de la tecnologia multi-tàctil i la seua aparent idoneïtat per a ser utilitzada en el desenvolupament d'aplicacions educatives per a xiquets en edat preescolar, no existeixen unes interaccions universals i estandarditzades per a preescolars a l'hora d'utilitzar dispositius tàctils ja que habitualment només s'utilitzen dos gestos bàsics (bàsicament, el toc amb un dit per a seleccionar i l'arrossegament amb un dit per al moviment). Per tant, hi ha una clara necessitat de dur a terme estudis empírics per a contribuir i avançar en el disseny d'aplicacions que donen un suport adequat i s'ajusten amb les habilitats dels xiquets en el seu primerenc desenvolupament. Per tant, la tesi proposa, dissenya i avalua diverses estratègies de usabilitat i comunicabilitat adaptades als xiquets en edat preescolar per tal d'establir la base per al disseny i desenvolupament de futures aplicacions basades en dispositius tàctils dirigides a preescolars. Aquestes estratègies portaran a l'adequada definició de guies de disseny que permetran als xiquets aprofitar al màxim la tecnologia multi-tàctil, faran possible el desenvolupament de noves i atractives aplicacions i, eventualment, podran també ajudar al desenvolupament cognitiu i motor dels xiquets. / [EN] Multi-touch technology has become one of the most emergent technologies and has had an enormous growth since its initial steps in the eighties to be widespread accepted and used in the present. On the one hand, multi-touch technology relies on the direct manipulation interaction style which gives users the advantage to view the objects and actions of interest, replace typed commands by pointing actions and to perform rapid, reversible and incremental actions avoiding using complex instructions. On the other hand, several works have evaluated the virtues when joining direct manipulation with direct-touching showing that it solves the problems inherent in other interaction devices, such as those involving mouse or keyboard. Hence, taking advantage of the intuitive and natural interaction provided by multi-touch technology it seems an ideal way to support educational scenarios targeted to kindergarten children. Although several works have assessed the suitability of using the direct manipulation style with children, there is a lack of works addressing the use of touchscreen devices by this specific type of users. Moreover, there is a growing trend of designing educational and playful applications targeted to kindergarten children based on touchscreen devices such as smartphones and tablets. In addition, several reports point out that children use touchscreen devices even before they are able to speak and they are frequent users of devices such as smartphones and tablets. However, despite this growth in the use of multi-touch technology by children and its apparent suitability to be used to develop applications targeted to young children, there is a lack of standardized and universally accepted interactions for young children when using touchscreen devices since only two basic gestures are commonly used (basically, consisting of only one-finger touch for selection and one-finger drag for movement). Hence, there is a need of carrying out empirical studies to help and advance in the design of applications that adequately support and fit with children's development and skills. Therefore, this thesis proposes, designs and evaluates several usability and communicability strategies tailored to children in their early development stage to establish the design and development of future applications targeted to kindergarten children. These strategies will lead to define appropriate design strategies that enable infants to take full advantage of multi-touch technology, would make it possible to develop attractive new applications and, eventually, could also aid children's cognitive and motor development. / Nácher Soler, VE. (2019). Kindertivity: Usability and Communicability Strategies for Interactive Surfaces and Pre-Kindergarten Children [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/116833 / Compendio

Tesis por compendio / [EN] Abstract The detection of false or true opinions about a product or service has become nowadays a very important problem. Recent studies show that up to 80% of people have changed their final decision on the basis of opinions checked on the web. Some of these opinions may be false, positive in order to promote a product/service or negative to discredit it. To help solving this problem in this thesis is proposed a new method for detection of false opinions, called PU-Learning*, which increases the precision by an iterative algorithm. It also solves the problem of lack of labeled opinions. To operate the method proposed only a small set of opinions labeled as positive and another large set of opinions unlabeled are needed. From this last set, missing negative opinions are extracted and used to achieve a two classes binary classification. This scenario has become a very common situation in the available corpora. As a second contribution, we propose a representation based on n-grams of characters. This representation has the advantage of capturing both the content and the writing style, allowing for improving the effectiveness of the proposed method for the detection of false opinions. The experimental evaluation of the method was carried out by conducting three experiments classification of opinions, using two different collections. The results obtained in each experiment allow seeing the effectiveness of proposed method as well as differences between the use of several types of attributes. Because the veracity or falsity of the reviews expressed by users becomes a very important parameter in decision making, the method presented here, can be used in any corpus where you have the above characteristics. / [ES] Resumen La detección de opiniones falsas o verdaderas acerca de un producto o servicio, se ha convertido en un problema muy relevante de nuestra 'época. Según estudios recientes hasta el 80% de las personas han cambiado su decisión final basados en las opiniones revisadas en la web. Algunas de estas opiniones pueden ser falsas positivas, con la finalidad de promover un producto, o falsas negativas para desacreditarlo. Para ayudar a resolver este problema se propone en esta tesis un nuevo método para la detección de opiniones falsas, llamado PU-Learning modificado. Este método aumenta la precisión mediante un algoritmo iterativo y resuelve el problema de la falta de opiniones etiquetadas. Para el funcionamiento del método propuesto se utilizan un conjunto pequeño de opiniones etiquetadas como falsas y otro conjunto grande de opiniones no etiquetadas, del cual se extraen las opiniones faltantes y así lograr una clasificación de dos clases. Este tipo de escenario se ha convertido en una situación muy común en los corpus de opiniones disponibles. Como una segunda contribución se propone una representación basada en n-gramas de caracteres. Esta representación tiene la ventaja de capturar tanto elementos de contenido como del estilo de escritura, permitiendo con ello mejorar la efectividad del método propuesto en la detección de opiniones falsas. La evaluación experimental del método se llevó a cabo mediante tres experimentos de clasificación de opiniones utilizando dos colecciones diferentes. Los resultados obtenidos en cada experimento permiten ver la efectividad del método propuesto así como también las diferencias entre la utilización de varios tipos de atributos. Dado que la falsedad o veracidad de las opiniones vertidas por los usuarios, se convierte en un parámetro muy importante en la toma de decisiones, el método que aquí se presenta, puede ser utilizado en cualquier corpus donde se tengan las características mencionadas antes. / [CA] Resum La detecció d'opinions falses o vertaderes al voltant d'un producte o servei s'ha convertit en un problema força rellevant de la nostra època. Segons estudis recents, fins el 80\% de les persones han canviat la seua decisió final en base a les opinions revisades en la web. Algunes d'aquestes opinions poden ser falses positives, amb la finalitat de promoure un producte, o falses negatives per tal de desacreditarlo. Per a ajudar a resoldre aquest problema es proposa en aquesta tesi un nou mètode de detecció d'opinions falses, anomenat PU-Learning*. Aquest mètode augmenta la precisió mitjançant un algoritme iteratiu i resol el problema de la falta d'opinions etiquetades. Per al funcionament del mètode proposat, s'utilitzen un conjunt reduït d'opinions etiquetades com a falses i un altre conjunt gran d'opinions no etiquetades, del qual se n'extrauen les opinions que faltaven i, així, aconseguir una classificació de dues classes. Aquest tipus d'escenari s'ha convertit en una situació molt comuna en els corpus d'opinions de què es disposa. Com una segona contribució es proposa una representació basada en n-gramas de caràcters. Aquesta representació té l'avantatge de capturar tant elements de contingut com a d'estil d'escriptura, permetent amb això millorar l'efectivitat del mètode proposat en la detecció d'opinions falses. L'avaluació experimental del mètode es va dur a terme mitjançant tres experiments de classificació d'opinions utilitzant dues coleccions diferents. Els resultats obtingut en cada experiment permeten veure l'efectivitat del mètode proposat, així com també les diferències entre la utilització de varis tipus d'atributs. Ja que la falsedat o veracitat de les opinions vessades pels usuaris es converteix en un paràmetre molt important en la presa de decisions, el mètode que ací es presenta pot ser utilitzat en qualsevol corpus on es troben les característiques abans esmentades. / Hernández Fusilier, D. (2016). Detección de opinion spam usando PU-learning [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61990 / Compendio

Tesis por compendio / [ES] Durante los últimos años, los repositorios multimedia en línea se han convertido en fuentes clave de conocimiento gracias al auge de Internet, especialmente en el área de la educación. Instituciones educativas de todo el mundo han dedicado muchos recursos en la búsqueda de nuevos métodos de enseñanza, tanto para mejorar la asimilación de nuevos conocimientos, como para poder llegar a una audiencia más amplia. Como resultado, hoy en día disponemos de diferentes repositorios con clases grabadas que siven como herramientas complementarias en la enseñanza, o incluso pueden asentar una nueva base en la enseñanza a distancia. Sin embargo, deben cumplir con una serie de requisitos para que la experiencia sea totalmente satisfactoria y es aquí donde la transcripción de los materiales juega un papel fundamental. La transcripción posibilita una búsqueda precisa de los materiales en los que el alumno está interesado, se abre la puerta a la traducción automática, a funciones de recomendación, a la generación de resumenes de las charlas y además, el poder hacer llegar el contenido a personas con discapacidades auditivas. No obstante, la generación de estas transcripciones puede resultar muy costosa. Con todo esto en mente, la presente tesis tiene como objetivo proporcionar nuevas herramientas y técnicas que faciliten la transcripción de estos repositorios. En particular, abordamos el desarrollo de un conjunto de herramientas de reconocimiento de automático del habla, con énfasis en las técnicas de aprendizaje profundo que contribuyen a proporcionar transcripciones precisas en casos de estudio reales. Además, se presentan diferentes participaciones en competiciones internacionales donde se demuestra la competitividad del software comparada con otras soluciones. Por otra parte, en aras de mejorar los sistemas de reconocimiento, se propone una nueva técnica de adaptación de estos sistemas al interlocutor basada en el uso Medidas de Confianza. Esto además motivó el desarrollo de técnicas para la mejora en la estimación de este tipo de medidas por medio de Redes Neuronales Recurrentes. Todas las contribuciones presentadas se han probado en diferentes repositorios educativos. De hecho, el toolkit transLectures-UPV es parte de un conjunto de herramientas que sirve para generar transcripciones de clases en diferentes universidades e instituciones españolas y europeas. / [CA] Durant els últims anys, els repositoris multimèdia en línia s'han convertit en fonts clau de coneixement gràcies a l'expansió d'Internet, especialment en l'àrea de l'educació. Institucions educatives de tot el món han dedicat molts recursos en la recerca de nous mètodes d'ensenyament, tant per millorar l'assimilació de nous coneixements, com per poder arribar a una audiència més àmplia. Com a resultat, avui dia disposem de diferents repositoris amb classes gravades que serveixen com a eines complementàries en l'ensenyament, o fins i tot poden assentar una nova base a l'ensenyament a distància. No obstant això, han de complir amb una sèrie de requisits perquè la experiència siga totalment satisfactòria i és ací on la transcripció dels materials juga un paper fonamental. La transcripció possibilita una recerca precisa dels materials en els quals l'alumne està interessat, s'obri la porta a la traducció automàtica, a funcions de recomanació, a la generació de resums de les xerrades i el poder fer arribar el contingut a persones amb discapacitats auditives. No obstant, la generació d'aquestes transcripcions pot resultar molt costosa. Amb això en ment, la present tesi té com a objectiu proporcionar noves eines i tècniques que faciliten la transcripció d'aquests repositoris. En particular, abordem el desenvolupament d'un conjunt d'eines de reconeixement automàtic de la parla, amb èmfasi en les tècniques d'aprenentatge profund que contribueixen a proporcionar transcripcions precises en casos d'estudi reals. A més, es presenten diferents participacions en competicions internacionals on es demostra la competitivitat del programari comparada amb altres solucions. D'altra banda, per tal de millorar els sistemes de reconeixement, es proposa una nova tècnica d'adaptació d'aquests sistemes a l'interlocutor basada en l'ús de Mesures de Confiança. A més, això va motivar el desenvolupament de tècniques per a la millora en l'estimació d'aquest tipus de mesures per mitjà de Xarxes Neuronals Recurrents. Totes les contribucions presentades s'han provat en diferents repositoris educatius. De fet, el toolkit transLectures-UPV és part d'un conjunt d'eines que serveix per generar transcripcions de classes en diferents universitats i institucions espanyoles i europees. / [EN] During the last years, on-line multimedia repositories have become key knowledge assets thanks to the rise of Internet and especially in the area of education. Educational institutions around the world have devoted big efforts to explore different teaching methods, to improve the transmission of knowledge and to reach a wider audience. As a result, online video lecture repositories are now available and serve as complementary tools that can boost the learning experience to better assimilate new concepts. In order to guarantee the success of these repositories the transcription of each lecture plays a very important role because it constitutes the first step towards the availability of many other features. This transcription allows the searchability of learning materials, enables the translation into another languages, provides recommendation functions, gives the possibility to provide content summaries, guarantees the access to people with hearing disabilities, etc. However, the transcription of these videos is expensive in terms of time and human cost. To this purpose, this thesis aims at providing new tools and techniques that ease the transcription of these repositories. In particular, we address the development of a complete Automatic Speech Recognition Toolkit with an special focus on the Deep Learning techniques that contribute to provide accurate transcriptions in real-world scenarios. This toolkit is tested against many other in different international competitions showing comparable transcription quality. Moreover, a new technique to improve the recognition accuracy has been proposed which makes use of Confidence Measures, and constitutes the spark that motivated the proposal of new Confidence Measures techniques that helped to further improve the transcription quality. To this end, a new speaker-adapted confidence measure approach was proposed for models based on Recurrent Neural Networks. The contributions proposed herein have been tested in real-life scenarios in different educational repositories. In fact, the transLectures-UPV toolkit is part of a set of tools for providing video lecture transcriptions in many different Spanish and European universities and institutions. / Agua Teba, MÁD. (2019). CONTRIBUTIONS TO EFFICIENT AUTOMATIC TRANSCRIPTION OF VIDEO LECTURES [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/130198 / Compendio

[ES] El problema conocido como de secuencia a secuencia consiste en transformar una secuencia de entrada en una secuencia de salida. Bajo esta perspectiva se puede atacar una amplia cantidad de problemas, entre los cuales destacan la traducción automática o la descripción automática de objetos multimedia. La aplicación de redes neuronales profundas ha revolucionado esta disciplina, y se han logrado avances notables. Pero los sistemas automáticos todavía producen predicciones que distan mucho de ser perfectas. Para obtener predicciones de gran calidad, los sistemas automáticos se utilizan bajo la supervisión de un humano, quien corrige los errores. Esta tesis se centra principalmente en el problema de la traducción del lenguaje natural, usando modelos enteramente neuronales. Nuestro objetivo es desarrollar sistemas de traducción neuronal más eficientes. asentándonos sobre dos pilares fundamentales: cómo utilizar el sistema de una forma más eficiente y cómo aprovechar datos generados durante la fase de explotación del mismo. En el primer caso, aplicamos el marco teórico conocido como predicción interactiva a la traducción automática neuronal. Este proceso consiste en integrar usuario y sistema en un proceso de corrección cooperativo, con el objetivo de reducir el esfuerzo humano empleado en obtener traducciones de alta calidad. Desarrollamos distintos protocolos de interacción para dicha tecnología, aplicando interacción basada en prefijos y en segmentos, implementados modificando el proceso de búsqueda del sistema. Además, ideamos mecanismos para obtener una interacción con el sistema más precisa, manteniendo la velocidad de generación del mismo. Llevamos a cabo una extensa experimentación, que muestra el potencial de estas técnicas: superamos el estado del arte anterior por un gran margen y observamos que nuestros sistemas reaccionan mejor a las interacciones humanas. A continuación, estudiamos cómo mejorar un sistema neuronal mediante los datos generados como subproducto de este proceso de corrección. Para ello, nos basamos en dos paradigmas del aprendizaje automático: el aprendizaje muestra a muestra y el aprendizaje activo. En el primer caso, el sistema se actualiza inmediatamente después de que el usuario corrige una frase, aprendiendo de una manera continua a partir de correcciones, evitando cometer errores previos y especializándose en un usuario o dominio concretos. Evaluamos estos sistemas en una gran cantidad de situaciones y dominios diferentes, que demuestran el potencial que tienen los sistemas adaptativos. También llevamos a cabo una evaluación humana, con traductores profesionales. Éstos quedaron muy satisfechos con el sistema adaptativo. Además, fueron más eficientes cuando lo usaron, comparados con un sistema estático. El segundo paradigma lo aplicamos en un escenario en el que se deban traducir grandes cantidades de frases, siendo inviable la supervisión de todas. El sistema selecciona aquellas muestras que vale la pena supervisar, traduciendo el resto automáticamente. Aplicando este protocolo, redujimos de aproximadamente un cuarto el esfuerzo humano necesario para llegar a cierta calidad de traducción. Finalmente, atacamos el complejo problema de la descripción de objetos multimedia. Este problema consiste en describir en lenguaje natural un objeto visual, una imagen o un vídeo. Comenzamos con la tarea de descripción de vídeos pertenecientes a un dominio general. A continuación, nos movemos a un caso más específico: la descripción de eventos a partir de imágenes egocéntricas, capturadas a lo largo de un día. Buscamos extraer relaciones entre eventos para generar descripciones más informadas, desarrollando un sistema capaz de analizar un mayor contexto. El modelo con contexto extendido genera descripciones de mayor calidad que un modelo básico. Por último, aplicamos la predicción interactiva a estas tareas multimedia, disminuyendo el esfuerzo necesa / [CA] El problema conegut com a de seqüència a seqüència consisteix en transformar una seqüència d'entrada en una seqüència d'eixida. Seguint aquesta perspectiva, es pot atacar una àmplia quantitat de problemes, entre els quals destaquen la traducció automàtica, el reconeixement automàtic de la parla o la descripció automàtica d'objectes multimèdia. L'aplicació de xarxes neuronals profundes ha revolucionat aquesta disciplina, i s'han aconseguit progressos notables. Però els sistemes automàtics encara produeixen prediccions que disten molt de ser perfectes. Per a obtindre prediccions de gran qualitat, els sistemes automàtics són utilitzats amb la supervisió d'un humà, qui corregeix els errors. Aquesta tesi se centra principalment en el problema de la traducció de llenguatge natural, el qual s'ataca emprant models enterament neuronals. El nostre objectiu principal és desenvolupar sistemes més eficients. Per a aquesta tasca, les nostres contribucions s'assenten sobre dos pilars fonamentals: com utilitzar el sistema d'una manera més eficient i com aprofitar dades generades durant la fase d'explotació d'aquest. En el primer cas, apliquem el marc teòric conegut com a predicció interactiva a la traducció automàtica neuronal. Aquest procés consisteix en integrar usuari i sistema en un procés de correcció cooperatiu, amb l'objectiu de reduir l'esforç humà emprat per obtindre traduccions d'alta qualitat. Desenvolupem diferents protocols d'interacció per a aquesta tecnologia, aplicant interacció basada en prefixos i en segments, implementats modificant el procés de cerca del sistema. A més a més, busquem mecanismes per a obtindre una interacció amb el sistema més precisa, mantenint la velocitat de generació. Duem a terme una extensa experimentació, que mostra el potencial d'aquestes tècniques: superem l'estat de l'art anterior per un gran marge i observem que els nostres sistemes reaccionen millor a les interacciones humanes. A continuació, estudiem com millorar un sistema neuronal mitjançant les dades generades com a subproducte d'aquest procés de correcció. Per a això, ens basem en dos paradigmes de l'aprenentatge automàtic: l'aprenentatge mostra a mostra i l'aprenentatge actiu. En el primer cas, el sistema s'actualitza immediatament després que l'usuari corregeix una frase. Per tant, el sistema aprén d'una manera contínua a partir de correccions, evitant cometre errors previs i especialitzant-se en un usuari o domini concrets. Avaluem aquests sistemes en una gran quantitat de situacions i per a dominis diferents, que demostren el potencial que tenen els sistemes adaptatius. També duem a terme una avaluació amb traductors professionals, qui varen quedar molt satisfets amb el sistema adaptatiu. A més, van ser més eficients quan ho van usar, si ho comparem amb el sistema estàtic. Pel que fa al segon paradigma, l'apliquem per a l'escenari en el qual han de traduir-se grans quantitats de frases, i la supervisió de totes elles és inviable. En aquest cas, el sistema selecciona les mostres que paga la pena supervisar, traduint la resta automàticament. Aplicant aquest protocol, reduírem en aproximadament un quart l'esforç necessari per a arribar a certa qualitat de traducció. Finalment, ataquem el complex problema de la descripció d'objectes multimèdia. Aquest problema consisteix en descriure, en llenguatge natural, un objecte visual, una imatge o un vídeo. Comencem amb la tasca de descripció de vídeos d'un domini general. A continuació, ens movem a un cas més específic: la descripció d''esdeveniments a partir d'imatges egocèntriques, capturades al llarg d'un dia. Busquem extraure relacions entre ells per a generar descripcions més informades, desenvolupant un sistema capaç d'analitzar un major context. El model amb context estés genera descripcions de major qualitat que el model bàsic. Finalment, apliquem la predicció interactiva a aquestes tasques multimèdia, di / [EN] The sequence-to-sequence problem consists in transforming an input sequence into an output sequence. A variety of problems can be posed in these terms, including machine translation, speech recognition or multimedia captioning. In the last years, the application of deep neural networks has revolutionized these fields, achieving impressive advances. However and despite the improvements, the output of the automatic systems is still far to be perfect. For achieving high-quality predictions, fully-automatic systems require to be supervised by a human agent, who corrects the errors. This is a common procedure in the translation industry. This thesis is mainly framed into the machine translation problem, tackled using fully neural systems. Our main objective is to develop more efficient neural machine translation systems, that allow for a more productive usage and deployment of the technology. To this end, we base our contributions on two main cornerstones: how to better use of the system and how to better leverage the data generated along its usage. First, we apply the so-called interactive-predictive framework to neural machine translation. This embeds the human agent and the system into a cooperative correction process, that seeks to reduce the human effort spent for obtaining high-quality translations. We develop different interactive protocols for the neural machine translation technology, namely, a prefix-based and a segment-based protocols. They are implemented by modifying the search space of the model. Moreover, we introduce mechanisms for achieving a fine-grained interaction while maintaining the decoding speed of the system. We carried out a wide experimentation that shows the potential of our contributions. The previous state of the art is overcame by a large margin and the current systems are able to react better to the human interactions. Next, we study how to improve a neural system using the data generated as a byproduct of this correction process. To this end, we rely on two main learning paradigms: online and active learning. Under the first one, the system is updated on the fly, as soon as a sentence is corrected. Hence, the system is continuously learning from the corrections, avoiding previous errors and specializing towards a given user or domain. A large experimentation stressed the adaptive systems under different conditions and domains, demonstrating the capabilities of adaptive systems. Moreover, we also carried out a human evaluation of the system, involving professional users. They were very pleased with the adaptive system, and worked more efficiently using it. The second paradigm, active learning, is devised for the translation of huge amounts of data, that are infeasible to being completely supervised. In this scenario, the system selects samples that are worth to be supervised, and leaves the rest automatically translated. Applying this framework, we obtained reductions of approximately a quarter of the effort required for reaching a desired translation quality. The neural approach also obtained large improvements compared with previous translation technologies. Finally, we address another challenging problem: visual captioning. It consists in generating a description in natural language from a visual object, namely an image or a video. We follow the sequence-to-sequence framework, under a a multimodal perspective. We start by tackling the task of generating captions of videos from a general domain. Next, we move on to a more specific case: describing events from egocentric images, acquired along the day. Since these events are consecutive, we aim to extract inter-eventual relationships, for generating more informed captions. The context-aware model improved the generation quality with respect to a regular one. As final point, we apply the intractive-predictive protocol to these multimodal captioning systems, reducing the effort required for correcting the outputs. / Section 5.4 describes an user evaluation of an adaptive translation system. This was done in collaboration with Miguel Domingo and the company Pangeanic, with funding from the Spanish Center for Technological and Industrial Development (Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial). [...] Most of Chapter 6 is the result of a collaboration with Marc Bolaños, supervised by Prof. Petia Radeva, from Universitat de Barcelona/CVC. This collaboration was supported by the R-MIPRCV network, under grant TIN2014-54728-REDC. / Peris Abril, Á. (2019). Interactivity, Adaptation and Multimodality in Neural Sequence-to-sequence Learning [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/134058

[ES] Vivimos en una sociedad donde la digitalización está presente en nuestro día a día. Nos despertamos con la alarma de nuestro teléfono móvil, apuntamos nuestras reuniones en nuestro calendario digital, guardamos nuestros archivos en el almacenamiento en la nube, y entramos a las redes sociales prácticamente a diario. Cada una de estas acciones se ejecuta sobre un sistema software que asegura su correcto funcionamiento. Esta digitalización masiva ha hecho que el desarrollo de software se dispare en los últimos años. Durante el ciclo de vida de un sistema software, la etapa de mantenimiento supone un gasto de billones de dólares anuales. La razón detrás de este gasto es la aparición de bugs o errores que no fueron detectados durante la fase de producción del software, y que se traducen en un mal funcionamiento del sistema. Por este motivo, las técnicas de detección y localización de errores como el testeo, la verificación o la depuración son un factor clave para asegurar la calidad del software. Aunque son muchas las técnicas que se utilizan para la depuración, testeo y verificación de sistemas software, esta tesis se centra solo en algunas de ellas. En concreto, esta tesis presenta mejoras en la técnica de fragmentación de programas (depuración), una nueva metodología para hacer testeo de regresión (testeo) y una nueva implementación del modelo de verificación de diseño-por-contrato para el lenguaje de programación Erlang (verificación). Las mejoras propuestas para la técnica de fragmentación de programas incluyen diversas propuestas aplicables a diferentes escenarios: (i) mejoras en la representación y fragmentación de programas orientados a objetos, (ii) mejoras en la representación y fragmentación de estructuras de datos complejas (objetos, vectores, listas, tuplas, registros, etc.), (iii) un nuevo modelo de grafo basado en una representación más detallada de programas, aumentando la expresividad del grafo y generando fragmentos de código más precisos como resultado, y (iv) una nueva técnica para calcular fragmentos mínimos de un programa dado un conjunto específico de posibles valores de entrada. Por otro lado, la nueva metodología para hacer testeo de regresión se denomina testeo de punto de interés, e introduce la posibilidad de comparar automáticamente el comportamiento de un punto cualquiera del código dadas dos versiones del mismo sistema software. Por último, la tesis contiene la nueva implementación del modelo de verificación de programas diseño-por-contrato para el lenguaje de programación Erlang, donde se explican en detalle los nuevos tipos de contratos diseñados para las partes secuencial y concurrente de Erlang. Todos los análisis presentados en esta tesis han sido formalmente definidos y su corrección ha sido probada, asegurando de esta manera que los resultados tendrán el grado de fiabilidad necesario para ser aplicados a sistemas reales. Otra contribución de esta tesis es la implementación de dos herramientas de fragmentación de programas para dos lenguajes de programación diferentes (Java y Erlang), una herramienta para realizar testeo de punto de interés para el lenguaje de programación Erlang y un sistema para ejecutar verificación de diseño-por-contrato en Erlang. Es de destacar que todas las herramientas implementadas a lo largo del desarrollo de esta tesis son herramientas de código abierto y públicamente accesibles, de manera que pueden ser usadas o extendidas por cualquier investigador interesado en este area. / [CA] Vivim en una societat on la digitalització està present al nostre dia a dia. Ens alcem amb l'alarma del nostre telèfon mòbil, apuntem les nostres reunions al nostre calendari digital, guardem els nostres arxius al emmagatzematge al núvol, i entrem a las xarxes socials pràcticament a diari. Cadascuna d'aquestes accions s'executa sobre un sistema programari que assegura el seu correcte funcionament. Aquesta digitalizació massiva ha fet que el desenvolupament de programari es dispare en els últims anys. Durant el cicle de vida de un sistema programari, l'etapa de manteniment suposa una despesa de bilions de dòlars anuals. La raó darrere d'aquesta despesa és l'aparició de bugs o errors que no van ser detectats durant la fase de producció del programari, i que es traduïxen en un mal funcionament del sistema Per este motiu, les tècniques de detecció i localització d'errors com el testeig, la verificació o la depuració són un factor clau per a assegurar la qualitat del programari. Encara que són moltes les tècniques utilitzades per a la depuració, testeig i verificació de sistemes programari, esta tesi es centra només en algunes d'elles. En concret, esta tesi presenta millores en la tècnica de fragmentació de programes (depuració), una nova metodologia per a fer testeig de regressió (testeig) i una nova implementació del model de verificació de disseny-per-contracte per al llenguatge de programació Erlang (verificació). Les millores proposades per a la tècnica de fragmentació de programes inclouen diverses propostes aplicables a diferents escenaris: (i) millores en la representació i fragmentació de programes orientats a objectes, (ii) millores en la representació i fragmentació d'estructures de dades complexes (objectes, vectors, llistes, tuples, registres, etc.), (iii) un nou model de graf basat en una representació més detallada de programes, augmentant l'expressivitat del graf i generant fragments de codi més precisos com a resultat, i (iv) una nova tècnica per a calcular fragments mínims d'un programa donat un conjunt específic de possibles valors d'entrada. D'altra banda, la nova metodologia per a fer testeig de regressió es denomina testeig de punt d'interés, i introduïx la possibilitat de comparar automàticament el comportament d'un punt qualsevol del codi donades dos versions del mateix sistema programari. Finalment, la tesi conté la nova implementació del model de verificació de programes disseny-per-contracte per al llenguatge de programació Erlang, on s'expliquen en detall els nous tipus de contractes dissenyats per a les parts seqüencial i concurrent d'Erlang. Totes les anàlisis presentades en aquesta tesi han sigut formalment definides i la seua correcció ha sigut provada, assegurant d'aquesta manera que els resultats tindran el grau de fiabilitat necessari per a ser aplicats a sistemes reals. Una altra contribució d'aquesta tesi és la implementació de dos ferramentes de fragmentació de programes per a dos llenguatges de programació diferents (Java i Erlang), una ferramenta per a realitzar testeig the punt d'interés per al llenguatge de programació Erlang i un sistema per a executar verificació de disseny-per-contracte a Erlang. Cal destacar que totes les ferramentes implementades al llarg del desenvolupament d'aquesta tesi són ferramentes de codi obert i públicament accessibles, de manera que poden ser usades o esteses per qualsevol investigador interessat en el tema. / [EN] We live in a society where digitalisation is present in our everyday life. We wake up with the alarm of our mobile phone, book our meetings in our digital calendar, save all our media in the cloud storage, and spend time in social networks almost daily. Every one of these tasks is run over a software system that ensures its correct functionality. This massive digitalisation has made software development to shoot up in the last years. During the lifetime of software systems, the maintenance process entails a waste of billions of dollars every year. The cause of this waste is the occurrence of bugs or errors undetected during the software production, which result in a malfunction of the system. For this reason, error detection and localisation techniques, such as testing, verification, or debugging, are a key factor to ensure software quality. Although many different techniques are used for the debugging, testing, and verification of software systems, this thesis focus on only some of them. In particular, this thesis presents improvements in the program slicing technique (debugging field), a new approach for regression testing (testing field), and a new implementation of the design-by-contract verification model for the Erlang programming language (verification field). The improvements proposed for the program slicing technique include several enhancements applicable to different scenarios: (i) improvements in the representation and slicing of object-oriented programs, (ii) enhancements in the representation and slicing of (possibly recursive) complex data structures (objects, arrays, lists, tuples, records, etc.), (iii) a new graph model based on a fine-grained representation of programs that augments the expressivity of the graph and provides more accurate slicing results, and (iv) a new technique to compute minimal slices for a program given a set of specific program inputs. On the other side, the new approach for regression testing is called point of interest testing, and it introduces the possibility of automatically comparing the behaviour of any arbitrary point in the code given two versions of the same software system. Finally, the thesis presents a new implementation of the design-by-contract verification model for the Erlang programming language, where new types of contracts are explained in detail for both the sequential and concurrent parts of Erlang. All the analyses presented here have been formally defined and their correctness have been proved, ensuring that the results will have the reliability degree needed for real-life systems. Another contribution of this thesis is the implementation of two program slicers for two different programming languages (Java and Erlang), a tool to perform point of interest testing for the Erlang programming language, and a system to run design-by-contract verification in Erlang. It is worth mentioning that all the tools implemented in this thesis are open source and publicly available, so they can be used or extended by any interested researcher. / Pérez Rubio, S. (2023). Analysis Techniques for Software Maintenance [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/193146

[ES] La confianza es la base de las sociedades modernas. Sin embargo, las relaciones basadas en confianza son difíciles de establecer y pueden ser explotadas fácilmente con resultados devastadores. En esta tesis exploramos el uso de protocolos criptográficos distribuidos para construir sistemas confiables donde la confianza se vea reemplazada por garantías matemáticas y criptográficas. En estos nuevos sistemas dinámicos, incluso si una de las partes se comporta de manera deshonesta, la integridad y resiliencia del sistema están garantizadas, ya que existen mecanismos para superar este tipo de situaciones. Por lo tanto, hay una transición de sistemas basados en la confianza, a esquemas donde esta misma confianza es descentralizada entre un conjunto de individuos o entidades. Cada miembro de este conjunto puede ser auditado, y la verificación universal asegura que todos los usuarios puedan calcular el estado final en cada uno de estos métodos, sin comprometer la privacidad individual de los usuarios. La mayoría de los problemas de colaboración a los que nos enfrentamos como sociedad, pueden reducirse a dos grandes dilemas: el votar una propuesta, o un representante político, ó identificarnos a nosotros mismos como miembros de un colectivo con derecho de acceso a un recurso o servicio. Por ello, esta tesis doctoral se centra en los protocolos criptográficos distribuidos aplicados al voto electrónico y la identificación anónima. Hemos desarrollado tres protocolos para el voto electrónico que complementan y mejoran a los métodos más tradicionales, y además protegen la privacidad de los votantes al mismo tiempo que aseguran la integridad del proceso de voto. En estos sistemas, hemos empleado diferentes mecanismos criptográficos que proveen, bajo diferentes asunciones, de las propiedades de seguridad que todo sistema de voto debe tener. Algunos de estos sistemas son seguros incluso en escenarios pos-cuánticos. También hemos calculado minuciosamente la complejidad temporal de los métodos para demostrar que son eficientes y factibles de ser implementados. Además, hemos implementado algunos de estos sistemas, o partes de ellos, y llevado a cabo una detallada experimentación para demostrar el potencial de nuestras contribuciones. Finalmente, estudiamos en detalle el problema de la identificación y proponemos tres métodos no interactivos y distribuidos que permiten el registro y acceso anónimo. Estos protocolos son especialmente ligeros y agnósticos en su implementación, lo que permite que puedan ser integrados con múltiples propósitos. Hemos formalizado y demostrado la seguridad de nuestros protocolos de identificación, y hemos realizado una implementación completa de ellos para, una vez más, demostrar la factibilidad y eficiencia de las soluciones propuestas. Bajo este marco teórico de identificación, somos capaces de asegurar el recurso custodiado, sin que ello suponga una violación para el anonimato de los usuarios. / [CA] La confiança és la base de les societats modernes. No obstant això, les relacions basades en confiança són difícils d’establir i poden ser explotades fàcilment amb resultats devastadors. En aquesta tesi explorem l’ús de protocols criptogràfics distribuïts per a construir sistemes de confiança on la confiança es veja reemplaçada per garanties matemàtiques i criptogràfiques. En aquests nous sistemes dinàmics, fins i tot si una de les parts es comporta de manera deshonesta, la integritat i resiliència del sistema estan garantides, ja que existeixen mecanismes per a superar aquest tipus de situacions. Per tant, hi ha una transició de sistemes basats en la confiança, a esquemes on aquesta acarona confiança és descentralitzada entre un conjunt d’individus o entitats. Cada membre d’aquest conjunt pot ser auditat, i la verificació universal assegura que tots els usuaris puguen calcular l’estat final en cadascun d’aquests mètodes, sense comprometre la privacitat individual dels usuaris. La majoria dels problemes de colůlaboració als quals ens enfrontem com a societat, poden reduir-se a dos grans dilemes: el votar una proposta, o un representant polític, o identificar-nos a nosaltres mateixos com a membres d’un colůlectiu amb dret d’accés a un recurs o servei. Per això, aquesta tesi doctoral se centra en els protocols criptogràfics distribuïts aplicats al vot electrònic i la identificació anònima. Hem desenvolupat tres protocols per al vot electrònic que complementen i milloren als mètodes més tradicionals, i a més protegeixen la privacitat dels votants al mateix temps que asseguren la integritat del procés de vot. En aquests sistemes, hem emprat diferents mecanismes criptogràfics que proveeixen, baix diferents assumpcions, de les propietats de seguretat que tot sistema de vot ha de tindre. Alguns d’aquests sistemes són segurs fins i tot en escenaris post-quàntics. També hem calculat minuciosament la complexitat temporal dels mètodes per a demostrar que són eficients i factibles de ser implementats. A més, hem implementats alguns d’aquests sistemes, o parts d’ells, i dut a terme una detallada experimentació per a demostrar la potencial de les nostres contribucions. Finalment, estudiem detalladament el problema de la identificació i proposem tres mètodes no interactius i distribuïts que permeten el registre i accés anònim. Aquests protocols són especialment lleugers i agnòstics en la seua implementació, la qual cosa permet que puguen ser integrats amb múltiples propòsits. Hem formalitzat i demostrat la seguretat dels nostres protocols d’identificació, i hem realitzat una implementació completa d’ells per a, una vegada més, demostrar la factibilitat i eficiència de les solucions proposades. Sota aquest marc teòric d’identificació, som capaces d’assegurar el recurs custodiat, sense que això supose una violació per a l’anonimat dels usuaris. / [EN] Trust is the base of modern societies. However, trust is difficult to achieve and can be exploited easily with devastating results. In this thesis, we explore the use of distributed cryptographic protocols to build reliable systems where trust can be replaced by cryptographic and mathematical guarantees. In these adaptive systems, even if one involved party acts dishonestly, the integrity and robustness of the system can be ensured as there exist mechanisms to overcome these scenarios. Therefore, there is a transition from systems based in trust, to schemes where trust is distributed between decentralized parties. Individual parties can be audited, and universal verifiability ensures that any user can compute the final state of these methods, without compromising individual users’ privacy. Most collaboration problems we face as societies can be reduced to two main dilemmas: voting on a proposal or electing political representatives, or identifying ourselves as valid members of a collective to access a service or resource. Hence, this doctoral thesis focuses on distributed cryptographic protocols for electronic voting and anonymous identification. We have developed three electronic voting schemes that enhance traditional methods, and protect the privacy of electors while ensuring the integrity of the whole election. In these systems, we have employed different cryptographic mechanisms, that fulfill all the desired security properties of an electronic voting scheme, under different assumptions. Some of them are secure even in post-quantum scenarios. We have provided a detailed time-complexity analysis to prove that our proposed methods are efficient and feasible to implement. We also implemented some voting protocols, or parts of them, and carried out meticulous experimentation to show the potential of our contributions. Finally, we study in detail the identification problem and propose three distributed and non-interactive methods for anonymous registration and access. These three protocols are especially lightweight and application agnostic, making them feasible to be integrated with many purposes. We formally analyze and demonstrate the security of our identification protocols, and provide a complete implementation of them to once again show the feasibility and effectiveness of the developed solutions. Using this identification framework, we can ensure the security of the guarded resource, while also preserving the anonymity of the users. / Larriba Flor, AM. (2023). Distributed Cryptographic Protocols [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/198106