Tesis por compendio / [EN] The long-lasting trend in the field of computation of stress and resource distribution has found its way into computer networks via the concept of peer-to-peer (P2P) connectivity. P2P is a symmetrical model, where each network node is enabled a comparable range of capacities and resources. It stands in a stark contrast to the classical, strongly asymmetrical client-server approach. P2P, originally considered only a complimentary, server-side structure to the straightforward client-server model, has been shown to have the substantial potential on its own, with multiple, widely known benefits: good fault tolerance and recovery, satisfactory scalability and intrinsic load distribution. However, contrary to client-server, P2P networks require sophisticated solutions on all levels, ranging from network organization, to resource location and managing. In this thesis we address one of the key issues of P2P networks: performing efficient resource searches of semantic nature under realistic, dynamic conditions. There have been numerous solutions to this matter, with evolutionary, stigmergy-based, and simple computational foci, but few attempt to resolve the full range of challenges this problem entails. To name a few: real-life P2P networks are rarely static, nodes disconnect, reconnect and change their content. In addition, a trivial incorporation of semantic searches into well-known algorithms causes significant decrease in search efficiency. In our research we build a solution incrementally, starting with the classic Ant Colony System (ACS) within the Ant Colony Optimization metaheuristic (ACO). ACO is an algorithmic framework used for solving combinatorial optimization problems that fits contractually the problem very well, albeit not providing an immediate solution to any of the aforementioned problems. First, we propose an efficient ACS variant in structured (hypercube structured) P2P networks, by enabling a path-post processing algorithm, which called Tabu Route Optimization (TRO). Next, we proceed to resolve the issue of network dynamism with an ACO-compatible information diffusion approach. Consequently, we attempt to incorporate the semantic component of the searches. This initial approximation to the problem was achieved by allowing ACS to differentiate between search types with the pheromone-per-concept idea. We called the outcome of this merger Routing Concept ACS (RC-ACS). RC-ACS is a robust, static multipheromone implementation of ACS. However, we were able to conclude from it that the pheromone-per-concept approach offers only limited scalability and cannot be considered a global solution. Thus, further progress was made in this respect when we introduced to RC-ACS our novel idea: dynamic pheromone creation, which replaces the static one-to-one assignment. We called the resulting algorithm Angry Ant Framework (AAF). In AAF new pheromone levels are created as needed and during the search, rather than prior to it. The final step was to enable AAF, not only to create pheromone levels, but to reassign them to optimize the pheromone usage. The resulting algorithm is called EntropicAAF and it has been evaluated as one of the top-performing algorithms for P2P semantic searches under all conditions. / [ES] La popular tendencia de distribución de carga y recursos en el ámbito de la computación se ha transmitido a las redes computacionales a través del concepto de la conectividad peer-to-peer (P2P). P2P es un modelo simétrico, en el cual a cada nodo de la red se le otorga un rango comparable de capacidades y recursos. Se trata de un fuerte contraste con el clásico y fuertemente asimétrico enfoque cliente-servidor. P2P, originalmente considerado solo como una estructura del lado del servidor complementaria al sencillo modelo cliente-servidor, ha demostrado tener un potencial considerable por sí mismo, con múltiples beneficios ampliamente conocidos: buena tolerancia a fallos y recuperación, escalabilidad satisfactoria y distribución de carga intrínseca. Sin embargo, al contrario que el modelo cliente-servidor, las redes P2P requieren de soluciones sofisticadas a todos los niveles, desde la organización de la red hasta la gestión y localización de recursos. Esta tesis aborda uno de los problemas principales de las redes P2P: la búsqueda eficiente de recursos de naturaleza semántica bajo condiciones dinámicas y realistas. Ha habido numerosas soluciones a este problema basadas en enfoques evolucionarios, estigmérgicos y simples, pero pocas han tratado de resolver el abanico completo de desafíos. En primer lugar, las redes P2P reales son raramente estáticas: los nodos se desconectan, reconectan y cambian de contenido. Además, la incorporación trivial de búsquedas semánticas en algoritmos conocidos causa un decremento significativo de la eficiencia de la búsqueda. En esta investigación se ha construido una solución de manera incremental, comenzando por el clásico Ant Colony System (ACS) basado en la metaheurística de Ant Colony Optimization (ACO). ACO es un framework algorítmico usado para búsquedas en grafos que encaja perfectamente con las condiciones del problema, aunque no provee una solución inmediata a las cuestiones mencionadas anteriormente. En primer lugar, se propone una variante eficiente de ACS para redes P2P estructuradas (con estructura de hipercubo) permitiendo el postprocesamiento de las rutas, al que hemos denominado Tabu Route Optimization (TRO). A continuación, se ha tratado de resolver el problema del dinamismo de la red mediante la difusión de la información a través de una estrategia compatible con ACO. En consecuencia, se ha tratado de incorporar el componente semántico de las búsquedas. Esta aproximación inicial al problema ha sido lograda permitiendo al ACS diferenciar entre tipos de búsquedas através de la idea de pheromone-per-concept. El resultado de esta fusión se ha denominado Routing Concept ACS (RC-ACS). RC-ACS es una implementación multiferomona estática y robusta de ACS. Sin embargo, a partir de esta implementación se ha podido concluir que el enfoque pheromone-per-concept ofrece solo escalabilidad limitada y que no puede ser considerado una solución global. Por lo tanto, para lograr una mejora a este respecto, se ha introducido al RC-ACS una novedosa idea: la creación dinámica de feromonas, que reemplaza la asignación estática uno a uno. En el algoritmo resultante, al que hemos denominado Angry Ant Framework (AAF), los nuevos niveles de feromona se crean conforme se necesitan y durante la búsqueda, en lugar de crearse antes de la misma. La mejora final se ha obtenido al permitir al AAF no solo crear niveles de feromona, sino también reasignarlos para optimizar el uso de la misma. El algoritmo resultante se denomina EntropicAAF y ha sido evaluado como uno de los algoritmos más exitosos para las búsquedas semánticas P2P bajo todas las condiciones. / [CA] La popular tendència de distribuir càrrega i recursos en el camp de la computació s'ha estès cap a les xarxes d'ordinadors a través del concepte de connexions d'igual a igual (de l'anglès, peer to peer o P2P). P2P és un model simètric on cada node de la xarxa disposa del mateix nombre de capacitats i recursos. P2P, considerat originàriament només una estructura situada al servidor complementària al model client-servidor simple, ha provat tindre el suficient potencial per ella mateixa, amb múltiples beneficis ben coneguts: una bona tolerància a errades i recuperació, una satisfactòria escalabilitat i una intrínseca distribució de càrrega. No obstant, contràriament al client-servidor, les xarxes P2P requereixen solucions sofisticades a tots els nivells, que varien des de l'organització de la xarxa a la localització de recursos i la seua gestió. En aquesta tesi s'adreça un dels problemes clau de les xarxes P2P: ser capaç de realitzar eficientment cerques de recursos de naturalesa semàntica sota condicions realistes i dinàmiques. Existeixen nombroses solucions a aquest tema basades en la computació simple, evolutiva i també basades en l'estimèrgia (de l'anglès, stigmergy), però pocs esforços s'han realitzat per intentar resoldre l'ampli conjunt de reptes existent. En primer lloc, les xarxes P2P reals són rarament estàtiques: els nodes es connecten, desconnecten i canvien els seus continguts. A més a més, la incorporació trivial de cerques semàntiques als algorismes existents causa una disminució significant de l'eficiència de la cerca. En aquesta recerca s'ha construït una solució incremental, començant pel sistema clàssic de colònia de formigues (de l'anglés, Ant Colony System o ACS) dins de la metaheurística d'optimització de colònies de formigues (de l'anglès, Ant Colony Optimization o ACO). ACO és un entorn algorísmic utilitzat per cercar en grafs i que aborda el problema de forma satisfactòria, tot i que no proveeix d'una solució immediata a cap dels problemes anteriorment mencionats. Primer, s'ha proposat una variant eficient d'ACS en xarxes P2P estructurades (en forma d'hipercub) a través d'un algorisme de processament post-camí el qual s'ha anomenat en anglès Tabu Route Optimization (TRO). A continuació, s'ha procedit a resoldre el problema del dinamisme de les xarxes amb un enfocament de difusió d'informació compatible amb ACO. Com a conseqüència, s'ha intentat incorporar la component semàntica de les cerques. Aquest enfocament inicial al problema s'ha realitzat permetent a ACS diferenciar entre tipus de cerques amb la idea de ''feromona per concepte'', i s'ha anomenat a aquest producte Routing Concept ACS o RC-ACS. RC-ACS és una implementació multi-feromona robusta i estàtica d'ACS. No obstant, s'ha pogut concloure que l'enfocament de feromona per concepte ofereix només una escalabilitat limitada i no pot ser considerada una solució global. En aquest respecte s'ha realitzat progrés posteriorment introduint una nova idea a RC-ACS: la creació dinàmica de feromones, la qual reemplaça a l'assignació un a un de les mateixes. A l'algorisme resultant se l'ha anomenat en anglès Angry Ant Framework (AAF). En AAF es creen nous nivells de feromones a mesura que es necessiten durant la cerca, i no abans d'aquesta. El progrés final s'ha aconseguit quan s'ha permès a AAF, no sols crear nivells de feromones, sinó reassignar-los per optimitzar la utilització de feromones. L'algorisme resultant s'ha anomenat EntropicAAF i ha sigut avaluat com un dels algorismes per a cerques semàntiques P2P amb millors prestacions. / Krynicki, KK. (2016). Ant Colony Algorithms for the Resolution of Semantic Searches in P2P Networks [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61293 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales / Compendio

Tesis por compendio / [EN] Automated planning is a centralized process in which a single planning entity, or agent, synthesizes a course of action, or plan, that satisfies a desired set of goals from an initial situation. A Multi-Agent System (MAS) is a distributed system where a group of autonomous agents pursue their own goals in a reactive, proactive and social way. Multi-Agent Planning (MAP) is a novel research field that emerges as the integration of automated planning in MAS. Agents are endowed with planning capabilities and their mission is to find a course of action that attains the goals of the MAP task. MAP generalizes the problem of automated planning in domains where several agents plan and act together by combining their knowledge, information and capabilities. In cooperative MAP, agents are assumed to be collaborative and work together towards the joint construction of a competent plan that solves a set of common goals. There exist different methods to address this objective, which vary according to the typology and coordination needs of the MAP task to solve; that is, to which extent agents are able to make their own local plans without affecting the activities of the other agents. The present PhD thesis focuses on the design, development and experimental evaluation of a general-purpose and domain-independent resolution framework that solves cooperative MAP tasks of different typology and complexity. More precisely, our model performs a multi-agent multi-heuristic search over a plan space. Agents make use of an embedded search engine based on forward-chaining Partial Order Planning to successively build refinement plans starting from an initial empty plan while they jointly explore a multi-agent search tree. All the reasoning processes, algorithms and coordination protocols are fully distributed among the planning agents and guarantee the preservation of the agents' private information. The multi-agent search is guided through the alternation of two state-based heuristic functions. These heuristic estimators use the global information on the MAP task instead of the local projections of the task of each agent. The experimental evaluation shows the effectiveness of our multi-heuristic search scheme, obtaining significant results in a wide variety of cooperative MAP tasks adapted from the benchmarks of the International Planning Competition. / [ES] La planificación automática es un proceso centralizado en el que una única entidad de planificación, o agente, sintetiza un curso de acción, o plan, que satisface un conjunto deseado de objetivos a partir de una situación inicial. Un Sistema Multi-Agente (SMA) es un sistema distribuido en el que un grupo de agentes autónomos persiguen sus propias metas de forma reactiva, proactiva y social. La Planificación Multi-Agente (PMA) es un nuevo campo de investigación que surge de la integración de planificación automática en SMA. Los agentes disponen de capacidades de planificación y su propósito consiste en generar un curso de acción que alcance los objetivos de la tarea de PMA. La PMA generaliza el problema de planificación automática en dominios en los que diversos agentes planifican y actúan conjuntamente mediante la combinación de sus conocimientos, información y capacidades. En PMA cooperativa, se asume que los agentes son colaborativos y trabajan conjuntamente para la construcción de un plan competente que resuelva una serie de objetivos comunes. Existen distintos métodos para alcanzar este objetivo que varían de acuerdo a la tipología y las necesidades de coordinación de la tarea de PMA a resolver; esto es, hasta qué punto los agentes pueden generar sus propios planes locales sin afectar a las actividades de otros agentes. La presente tesis doctoral se centra en el diseño, desarrollo y evaluación experimental de una herramienta independiente del dominio y de propósito general para la resolución de tareas de PMA cooperativa de distinta tipología y nivel de complejidad. Particularmente, nuestro modelo realiza una búsqueda multi-agente y multi-heurística sobre el espacio de planes. Los agentes hacen uso de un motor de búsqueda embebido basado en Planificación de Orden Parcial de encadenamiento progresivo para generar planes refinamiento de forma sucesiva mientras exploran conjuntamente el árbol de búsqueda multiagente. Todos los procesos de razonamiento, algoritmos y protocolos de coordinación están totalmente distribuidos entre los agentes y garantizan la preservación de la información privada de los agentes. La búsqueda multi-agente se guía mediante la alternancia de dos funciones heurísticas basadas en estados. Estos estimadores heurísticos utilizan la información global de la tarea de PMA en lugar de las proyecciones locales de la tarea de cada agente. La evaluación experimental muestra la efectividad de nuestro esquema de búsqueda multi-heurístico, que obtiene resultados significativos en una amplia variedad de tareas de PMA cooperativa adaptadas a partir de los bancos de pruebas de las Competición Internacional de Planificación. / [CA] La planificació automàtica és un procés centralitzat en el que una única entitat de planificació, o agent, sintetitza un curs d'acció, o pla, que satisfau un conjunt desitjat d'objectius a partir d'una situació inicial. Un Sistema Multi-Agent (SMA) és un sistema distribuït en el que un grup d'agents autònoms persegueixen les seues pròpies metes de forma reactiva, proactiva i social. La Planificació Multi-Agent (PMA) és un nou camp d'investigació que sorgeix de la integració de planificació automàtica en SMA. Els agents estan dotats de capacitats de planificació i el seu propòsit consisteix en generar un curs d'acció que aconseguisca els objectius de la tasca de PMA. La PMA generalitza el problema de planificació automàtica en dominis en què diversos agents planifiquen i actúen conjuntament mitjançant la combinació dels seus coneixements, informació i capacitats. En PMA cooperativa, s'assumeix que els agents són col·laboratius i treballen conjuntament per la construcció d'un pla competent que ressolga una sèrie d'objectius comuns. Existeixen diferents mètodes per assolir aquest objectiu que varien d'acord a la tipologia i les necessitats de coordinació de la tasca de PMA a ressoldre; és a dir, fins a quin punt els agents poden generar els seus propis plans locals sense afectar a les activitats d'altres agents. La present tesi doctoral es centra en el disseny, desenvolupament i avaluació experimental d'una ferramenta independent del domini i de propòsit general per la resolució de tasques de PMA cooperativa de diferent tipologia i nivell de complexitat. Particularment, el nostre model realitza una cerca multi-agent i multi-heuristica sobre l'espai de plans. Els agents fan ús d'un motor de cerca embegut en base a Planificació d'Ordre Parcial d'encadenament progressiu per generar plans de refinament de forma successiva mentre exploren conjuntament l'arbre de cerca multiagent. Tots els processos de raonament, algoritmes i protocols de coordinació estan totalment distribuïts entre els agents i garanteixen la preservació de la informació privada dels agents. La cerca multi-agent es guia mitjançant l'aternança de dues funcions heurístiques basades en estats. Aquests estimadors heurístics utilitzen la informació global de la tasca de PMA en lloc de les projeccions locals de la tasca de cada agent. L'avaluació experimental mostra l'efectivitat del nostre esquema de cerca multi-heurístic, que obté resultats significatius en una ampla varietat de tasques de PMA cooperativa adaptades a partir dels bancs de proves de la Competició Internacional de Planificació. / Torreño Lerma, A. (2016). Cooperative planning in multi-agent systems [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/65815 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales / Compendio

Se propone una arquitectura modular y portable de componentes de refuerzo del aprendizaje de lengua de señas, empleando proximidad fonológica, para ayudar al estudiante a diferenciar con mayor facilidad señas que sean muy parecidas y que de ser reproducidas de manera incorrecta se puedan provocar errores de comunicación entre sordos y oyentes. Para lograr esto, ha sido necesario conocer en detalle el estado de la cuestión en lenguas de señas desde una perspectiva computacional, para tener una idea clara de los elementos involucrados en el tratamiento de estas lenguas, por medio de un mapeo sistemático y revisiones exhaustivas de literatura. Además, ha resultado indispensable comprender el concepto de proximidad fonológica en lenguas de señas, a fin de contar con una base teórica robusta, haciendo énfasis en la naturaleza visual de estas lenguas. También se ha escogido una medida de similitud que se adapte a los parámetros fonológicos de una lengua de señas, por medio de la recopilación y depuración del léxico que la constituye, con el propósito de que la forma de las manos en las señas sea comparable de manera formal. Por otra parte, se ha elaborado un diseño de arquitectura basada en el concepto de proximidad fonológica, mediante una agrupación en capas encargadas de atender distintas funciones en el flujo de sesiones de refuerzo del aprendizaje. Por último, se ha analizado el impacto del refuerzo en el aprendizaje, a fin de confirmar que existe una mejora, a través de la implementación de dicha arquitectura en una herramienta de software que incorpora la proximidad fonológica.

La externalización de servicios es una tendencia en la industria desde hace más de dos décadas que se ha expandido con especial fuerza en el área de Tecnologías de la Información, y sobre todo en relación a los proyectos de desarrollo de software. Esta tendencia ha incluido tanto a las organizaciones públicas como privadas. Cuando las organizaciones públicas desean externalizar servicios, muchas de estas organizaciones, por ley, están obligadas a iniciar un proceso de licitación a través de portales web. De este modo, los gobiernos en general son consumidores relevantes de proyectos de software, produciendo un número importante de documentos técnicos de requisitos con los que se inician los procesos de licitaciones públicas de proyectos de desarrollo de software. El problema observado es que la producción de un anuncio de licitación pública implica un esfuerzo organizacional importante para conseguir que el anuncio quede disponible mediante una ficha resumida y un conjunto de archivos anexos de carácter técnico, de procedimiento y de restricciones legales. Este esfuerzo se convierte además en baldío si el proceso de licitación fracasa, lo que ocurre en numerosos casos y por diversas causas, como pueden ser que no existan proveedores interesados o que, aunque los haya, sus ofertas no cumplan uno o más de los distintos requisitos de las licitaciones. A veces también ocurre que, en el caso de existir solo un proveedor calificado, el proceso de la licitación sea considerada como poco transparente. Estas y otras causas pueden hacer que una licitación se declare finalmente desierta, lo que, en la mayoría de los casos, implica el desperdicio de una cantidad considerable de trabajo y recursos, al tener que reiniciarse de nuevo todo el proceso. Para un proveedor participar en este tipo de procesos tampoco está exento de dificultades. Desde la perspectiva del proveedor, el proceso de selección de una licitación para participar se traduce en un problema de análisis masivo de datos en un periodo de tiempo escaso para postular y sin garantías de que el esfuerzo se traduzca más tarde en un contrato. En este contexto, esta tesis doctoral se focaliza en el problema de conocer los factores que inciden en el éxito del proceso de licitación de proyectos de desarrollo de software y que minimizan los riesgos tanto para oferentes como para proveedores, con el propósito de contribuir al conocimiento que se tiene respecto a los procesos de licitaciones públicas de proyectos de desarrollo de software. Para ello se ha usado el marco metodológico de Design Science, que permitió aplicar en el transcurso de la investigación distintos enfoques metodológicos. El trabajo de esta tesis se ha organizado en dos ciclos de investigación. En el primer ciclo, se utilizó un enfoque cuantitativo seguido de un análisis cualitativo de los documentos de requisitos que acompañan a las licitaciones públicas de software. Los resultados de este primer ciclo dirigieron la propuesta de un segundo ciclo en la investigación, que consistió en el desarrollo de un modelo de madurez para los procesos de licitaciones públicas de software orientado a mejorar su calidad y, específicamente, a asegurar su transparencia. Durante el estudio cuantitativo y cualitativo de licitaciones públicas de desarrollo de software de organizaciones gubernamentales de Chile se analizó un conjunto de licitaciones con el fin de obtener variables de calidad del documento que influyen en el éxito del proceso de licitación. Este análisis no permitió afirmar ni rechazar ninguna relación entre la calidad del documento de licitación y el éxito del proceso de licitación. Tras este análisis, se realizó un análisis de un grupo focal y un cuestionario semi estructurado para recopilar nuevos factores potenciales u otras variables relacionadas en el éxito del proceso de licitación de desarrollo de software; este análisis cualitativo permitió conocer nuevas variables pertenecientes al ámbito de las teorías de la construcción social, es decir, las variables identificadas son principalmente de percepciones humanas con respecto de valores de las personas, de normativas, de poderes, entre otras categorías culturales, que apuntan hacia la transparencia como variable clave en los procesos. Estos resultados permitieron aseverar que los factores de éxito de una licitación no están asociados exclusivamente ni de manera importante a la calidad de los documentos técnicos de requerimientos, sino a elementos asociados a la transparencia. Con estos antecedentes se decidió realizar un segundo ciclo de la investigación, cuyo fin fue la búsqueda de un mecanismo de medir la transparencia en licitaciones. Para lidiar con esta complejidad, se propuso un modelo de madurez basado en variables observables que determina un nivel de transparencia para la organización. Para ello, se utilizaron como base marcos conceptuales de Gobierno Electrónico/Abierto, SW-CMM, Transparencia del Software y Responsabilidad. El trabajo realizado dio lugar a un modelo de madurez que describe cinco niveles de transparencia para licitaciones públicas de proyectos de desarrollo de software: (1) Condición inicial, (2) Desarrollo, (3) Coordinación, (4) Administración y (5) Sistemática. Además, esta propuesta propone medir los niveles de madurez de las agencias para las licitaciones de software en las siguientes dimensiones: institucionalización, proceso de licitación de software, comunicación y responsabilidad. Con el fin de poner a prueba la aplicabilidad del mecanismo de medición, se recogió evidencia de los funcionarios de agencias gubernamentales, y se han probado los criterios de discriminación con resultados positivos. Sin embargo, como indica el marco metodológico adoptado, es necesario todavía completar varias tareas utilizando esta primera propuesta y ampliar la experiencia de aplicación para llegar a un proceso iterativo que logre una posición consolidada. Finalmente, como trabajo futuro se quiere seguir avanzando en la validación de otros aspectos del modelo desde una perspectiva cuantitativa, principalmente su poder discriminador y su carácter evolutivo, dado que se ha identificado que evaluar la transparencia en el proceso licitaciones públicas es una necesidad de los stakeholders en general y, de manera específica, de aquellos involucrados en licitaciones públicas de desarrollo de software.

Diariamente al rededor del mundo se genera una cantidad inmensa de datos producto de nuestra interacción permanente y creciente con la tecnología, ya sea para actividades laborales, académicas, personales o de ocio, entre algunas actividades puntuales tenemos los negocios digitales, el envío y recepción de correos electrónicos, la interacción con plataformas financieras, la interacción con redes sociales, la interacción con plataformas educativas, el uso de mapas virtuales, etc. son solo algunos ejemplos de las acciones que ejecutamos a diario y que producen una cantidad gigante y variada de datos susceptibles de ser analizados. En los próximos años esta tendencia se acelerará debido al incremento de dispositivos y sensores conectados a internet. Es importante y conveniente mencionar que en la situación actual que vive el planeta debido a la pandemia de la covid-19 el teletrabajo ha permitido mantener una situación lo más similar a la de normalidad, haciendo posible que muchos de los sectores no quebrasen, teniendo como soporte principal el uso de plataformas tecnológicas. Además, la mayoría de los servicios de internet se han visto completamente testeados y en la mayoría de casos han pasado las pruebas con éxito. En el campo educativo, el incremento en el uso de sistemas de aprendizaje en línea, tales como entornos personales de aprendizaje, sistemas inteligentes de tutoría, sistemas de gestión de aprendizaje, así como también el aumento de la interacción estudiante - docente a través de blogs, wikis, redes sociales entre otros, genera una variada y extensa cantidad de información. Esta información, almacenada en las bases de datos institucionales, está siendo infrautilizada por estudiantes, docentes y administradores educativos, que utilizan las plataformas digitales simplemente como repositorios de información. En los últimos años, se ha evidenciado en las bases de datos científicas un número significativo de investigaciones tanto teóricas como aplicaciones prácticas, que se enfocan en el ámbito de la minería de datos en entornos educativos y específicamente en el ámbito de la educación superior. La organización y análisis de este volumen gigante de datos tiene al menos dos posibilidades de enfoque, la minería de datos educativos y la analítica de aprendizaje. La primera desarrolla y adapta métodos estadísticos, de minería de datos y de aprendizaje automático, para analizar los datos generados por estudiantes y docentes. Por otro lado, la analítica de aprendizaje se define como el proceso de medición, recopilación, análisis y presentación de datos relacionados con la interacción de estudiantes con las plataformas digitales. La analítica de aprendizaje tiene como objetivo entregar información que permita optimizar el logro de resultados de aprendizaje en el entorno en el que este se produce. Los algoritmos tradicionales de minería de datos en entornos educativos no pueden aplicarse sin un análisis previo de las estrategias institucionales en las que se va a aplicar, ya que las instituciones de educación superior presentan diferentes comportamientos. Por ejemplo, un modelo educativo en una institución puede estar centrado en la enseñanza basada en la práctica e innovación mientras que otro modelo puede hacer énfasis en la investigación acción. Bajo esta premisa es importante tener una visión clara de los siguientes tres elementos para la aplicación de técnicas de minería de datos y analítica de aprendizaje: a) Estrategias institucionales en las que se aplican métodos de minería de datos educativos y analítica de aprendizaje, b) Métodos de minería de datos aplicados en entornos educativos y c) Herramientas para la implementación de minería de datos en entornos educativos. La presente tesis presenta un conjunto de herramientas de minería de datos con el objetivo de reforzar la evaluación de procesos de enseñanza - aprendizaje en el ámbito de la educación en ingeniería. Esta propuesta se sustenta en los tres elementos mencionados anteriormente y sobre los cuales giran los objetivos y artículos científicos incluidos en el compendio. En el momento que redacté este resumen tenía relativamente clara la importancia de la educación en línea y del análisis de datos que se generan en este campo. La situación actual de pandemia y confinamiento ha incrementado exponencialmente no sólo el uso de estos sistemas, sino que le ha conferido a la educación en línea la cualidad de imprescindible. En estos entornos se ha potenciado el uso de elementos tales como entornos personales de aprendizaje, sistemas inteligentes de tutoría, sistemas de gestión de aprendizaje, así como también el aumento de la interacción estudiante - docente a través de blogs, wikis, redes sociales entre otros, generando así una variada y extensa cantidad de información. La situación actual nos plantea el reto y oportunidad de aportar en el desarrollo de herramientas que permitan fortalecer el sistema de educación en línea. Esta es una responsabilidad de todos quienes estamos inmersos en el ámbito de la educación.

Esta tesis discute la importancia de la evaluación educativa y propone una metodología para la captura de opiniones de manera no tradicional, planteando un marco de trabajo que permita obtener de manera más rápida el sentir del estudiante hacia la oferta académica que le brinda la institución educativa, bajo un conjunto más amplio de matices emocionales que las encuestas tradicionales no arrojan. Esta metodología para la obtención de datos cuantitativos y cualitativos está basada en la aplicación de técnicas de Procesamiento del Lenguaje Natural (PLN), proponiendo la captura y recogida de datos utilizando técnicas automáticas para el análisis para evaluar el desempeño de los datos obtenidos, que alimentaron un sistema de análisis de sentimientos basado en aprendizaje automático. Como se ha mencionado, la metodología propuesta permite adquirir un corpus formado por opiniones de estudiantes en el dominio específico de la educación, para de esta manera entrenar un sistema de análisis de sentimientos para la captura precisa de opiniones sobre diferentes aspectos relacionados con el ámbito educativo. Este tipo de propuesta metodológica resulta especialmente relevante en los países de Latinoamérica, donde la evaluación del profesorado es un proceso reciente que necesita de un tiempo de prueba para determinar su alcance. Los resultados de aplicar la metodología propuesta ayudan a la toma de decisiones en la institución educativa donde se utilice, provocando una gobernanza asistida con técnicas computacionales, coherentes con la exigencia de calidad en la educación.

Hoy en día, uno de los segmentos de la industria del software que más ha tenido crecimiento, son los videojuegos. Millones de dólares se generan anualmente en este mercado gracias a variados tipos de videojuegos y las distintas plataformas existentes. Este crecimiento también está apalancado por la cantidad de espectadores de algunos tipos de videojuegos, por ejemplo, deportes electrónicos, y el aumento del consumo de jugadores de computadora que se evidencia actualmente. Asimismo, varios estudios han dado a conocer que la cantidad de dispositivos móviles y conexiones en el mundo ha aumentado y que gran parte de la población mundial tendrá acceso a la tecnología móvil. Es por esta razón que el uso de dispositivos móviles en el día a día de las personas se ha vuelto imprescindible. Este efecto se debe a que los dispositivos móviles se consideran más versátiles que los equipos tradicionales como las computadoras de escritorio. Por otro lado, según la Organización Mundial de la Salud (OMS) en el mundo alrededor del 15% de personas tiene algún tipo de discapacidad. Estas personas suelen vivir con limitaciones sociales, educativas y de entretenimiento debido a su condición. Es así que se considera a la accesibilidad como un parámetro que permite que un objeto pueda ser utilizado por una persona indistintamente de su discapacidad. La accesibilidad en los videojuegos es un parámetro que no ha sido considerado por los desarrolladores de este tipo de aplicaciones. Sin embargo, en los últimos años han existido iniciativas de grupos de interés, organizaciones, entre otros, que han empezado a desarrollar y proponer pautas de accesibilidad para los videojuegos. Esto tambien ha sido apalancado debido a que en los recientes años han aparecido novedosas tecnologías de asistencia para los dispositivos móviles, como VoiceOver para iOS o Google TalkBack para Android. Estas tecnologías han permitido evolucionar a las alternativas de solución para reducir la brecha de accesibilidad en los videojuegos. Estas tecnologías permiten nuevos tipos de interfaces y, al mismo tiempo, estas nuevas interfaces pueden ser útiles para algunos grupos de personas con discapacidad. Además, la accesibilidad no solo ha sido considerada en videojuegos sino primordialmente se han generado lineamientos como los propuestos por el Consorcio World Wide Web (World Wide Web Consortium, W3C) en las Pautas de Accesibilidad al Contenido Web (Web Content Accessibility Guidelines, WCAG) 2.1 o también existen varios casos de gobiernos que han denifido sus parámetros para desarrollar sus aplicaciones accesibles. Por otro lado, la educación y sobre todo los métodos de enseñanza-aprendizaje siempre han sido un reto al momento de transmitir el conocimiento en cualquier escenario de educación/capacitación. Los métodos tradicionales se han visto transformados y ahora se complementan de gran manera con las tecnologías. Una de estas variantes de métodos de enseñanza-aprendizaje son los conocidos juegos serios. Los juegos serios, también llamados juegos formativos, son juegos diseñados con un propósito educacional más que para fines de entretenimiento. La expresión “serio” se refiere a aquellos videojuegos que se utilizan en el sector educativo pero también pueden ser aplicados en sectores científicos, industriales y más. Es así que el uso de videojuegos serios en la educación ha ido ganando adeptos y sin duda se ha convertido en la herramienta más aceptada por estudiantes. Sin embargo, la gran mayoría de estos videojuegos serios no se construyen con criterios de accesibilidad, limitando de cierta manera a que puedan ser utilizados por personas con discapacidad. De esta manera es que nace el trabajo realizado, el cual propone un método para el desarrollo de videojuegos serios para personas con discapacidad. Este método aborda tanto los aspectos de la construcción de un videojuego serio con sus características educacionales y los elementos lúdicos para volverlo entretenido y atractivo, así como, las características de accesibilidad que debe considerar su diseño para que personas con discapacidad puedan usarlos como una herramienta de aprendizaje. Además, se presenta un caso de estudio de la aplicación del método propuesto.

En esta tesis doctoral se analizan las características de las fuentes de datos Big Data así como las aproximaciones existentes para su procesamiento y uso en aplicaciones de Inteligencia de Negocio. Cómo resultado principal de esta investigación, se presenta una metodología para la gestión, análisis y visualización del Big Data. Esta metodología está basada en el análisis de los requisitos de las aplicaciones de Inteligencia Negocio, guiando de forma sistemática la aplicación del resto técnicas presentadas: (i) un método para la generación del diseño y validación de la arquitectura Big Data, (ii) técnicas para las integración eficiente de las fuentes de datos, (iii) diseño de los modelos de datos óptimos y comparación del rendimiento en sistemas Big Data OLAP (On-Line Analytical Processing) y (iv) diseño de aplicaciones de Inteligencia de Negocio colaborativas. La metodología y métodos propuestos ayudan a reducir la alta tasa de fracaso existente en la implantación de estrategias de Big Data en las organizaciones. Además, la propuesta de benchmarking presentada para sistemas Big Data OLAP es la primera aproximación conocida para este tipo de sistemas, permitiendo su estudio y comparación. Los sistemas Big Data OLAP permiten la ejecución de consultas analíticas, informes o cuadros de mando con tiempos de respuesta inferiores al segundo sobre modelos de datos con tablas de hasta decenas de miles de millones de filas.

En la actualidad los sistemas de distribución de agua potable implementados son monitoreados, controlados y supervisados desde un Centro de Control, para lo cual se emplean los sistemas SCADA. El objetivo del presente trabajo es desarrollar la aplicación en el software del sistema SCADA, para el proyecto de distribución de agua potable en la quebrada de Manchay. La distribución de agua se realiza a través de 23 estaciones de bombeo distribuidas a lo largo de todo el pueblo. El sistema de distribución de agua potable en Manchay consiste de 4 partes fundamentales: telecomunicaciones, instrumentación, sistema eléctrico y el sistema de control y automatización, esta última parte se relaciona directamente con el presente trabajo, el cual incluye el desarrollo de la programación para realizar el monitorio, control y supervisión de las estaciones de bombeo. Como parte de la implementación del sistema, se hizo configuración de instrumentos para que puedan transmitir la información a los controladores para tener lecturas del proceso como presión, flujo y nivel. Se procedió con el desarrollo de aplicaciones para los Paneles de Operador o Interfaces Hombre Maquina (HMI) con el propósito de realizar un control y monitoreo local de los equipos instalados en cada estación. Se realizaron pruebas en el Centro de Control para verificar el enlace de las señales de campo, así como pruebas con los equipos en las estaciones de bombeo que realizan el control automático y remoto (comandos desde el Centro de Control) del proceso de distribución de agua.

Este proyecto tiene como objetivo principal el diseño, desarrollo e implementación de un intérprete de un lenguaje de programación que pueda ser usado en los primeros cursos de introducción a la computación. El trabajo muestra cómo se pueden crear intérpretes, lo que en nuestro país tiene escasa tradición, a diferencia de lo que ocurre en los países más desarrollados. Además, presenta un entorno de desarrollo integrado para facilitar la introducción a la programación, ofreciendo un ambiente amigable y un lenguaje de programación totalmente basado en el idioma español. En opinión de la autora esta segunda característica favorecerá a que el alumno entienda mejor el lenguaje y los procesos de computación. En el capítulo 1 del presente documento se presenta la descripción del problema de escoger un lenguaje adecuado para la enseñanza de los primeros cursos de programación, las opciones que tenemos en nuestra actualidad y una posible solución a este problema. En el capítulo 2 se formula una propuesta que resuelve el problema planteado en el capítulo 1 que permite definir el lenguaje, su funcionamiento y el entorno en el que se ha de ejecutar. El capítulo 3 presenta la implementación del intérprete y la del entorno, propuestos anteriormente. En el capítulo 4 se exponen las observaciones, conclusiones, recomendaciones y trabajos futuros, tanto del intérprete como del entorno.