Multi-Agent Planning (MAP) is a topic of growing interest that deals with the problem of automated planning in domains where multiple agents plan and act together in a shared environment. In most cases, agents in MAP are cooperative (altruistic) and work together towards a collaborative solution. However, when rational self-interested agents are involved in a MAP task, the ultimate objective is to find a joint plan that accomplishes the agents' local tasks while satisfying their private interests. Among the MAP scenarios that involve self-interested agents, non-cooperative MAP refers to problems where non-strictly competitive agents feature common and conflicting interests. In this setting, conflicts arise when self-interested agents put their plans together and the resulting combination renders some of the plans non-executable, which implies a utility loss for the affected agents. Each participant wishes to execute its plan as it was conceived, but congestion issues and conflicts among the actions of the different plans compel agents to find a coordinated stable solution. Non-cooperative MAP tasks are tackled through non-cooperative games, which aim at finding a stable (equilibrium) joint plan that ensures the agents' plans are executable (by addressing planning conflicts) while accounting for their private interests as much as possible. Although this paradigm reflects many real-life problems, there is a lack of computational approaches to non-cooperative MAP in the literature. This PhD thesis pursues the application of non-cooperative games to solve non-cooperative MAP tasks that feature rational self-interested agents. Each agent calculates a plan that attains its individual planning task, and subsequently, the participants try to execute their plans in a shared environment. We tackle non-cooperative MAP from a twofold perspective. On the one hand, we focus on agents' satisfaction by studying desirable properties of stable solutions, such as optimality and fairness. On the other hand, we look for a combination of MAP and game-theoretic techniques capable of efficiently computing stable joint plans while minimizing the computational complexity of this combined task. Additionally, we consider planning conflicts and congestion issues in the agents' utility functions, which results in a more realistic approach. To the best of our knowledge, this PhD thesis opens up a new research line in non-cooperative MAP and establishes the basic principles to attain the problem of synthesizing stable joint plans for self-interested planning agents through the combination of game theory and automated planning. / La Planificación Multi-Agente (PMA) es un tema de creciente interés que trata el problema de la planificación automática en dominios donde múltiples agentes planifican y actúan en un entorno compartido. En la mayoría de casos, los agentes en PMA son cooperativos (altruistas) y trabajan juntos para obtener una solución colaborativa. Sin embargo, cuando los agentes involucrados en una tarea de PMA son racionales y auto-interesados, el objetivo último es obtener un plan conjunto que resuelva las tareas locales de los agentes y satisfaga sus intereses privados. De entre los distintos escenarios de PMA que involucran agentes auto-interesados, la PMA no cooperativa se centra en problemas que presentan un conjunto de agentes no estrictamente competitivos con intereses comunes y conflictivos. En este contexto, pueden surgir conflictos cuando los agentes ponen en común sus planes y la combinación resultante provoca que algunos de estos planes no sean ejecutables, lo que implica una pérdida de utilidad para los agentes afectados. Cada participante desea ejecutar su plan tal como fue concebido, pero las congestiones y conflictos que pueden surgir entre las acciones de los diferentes planes fuerzan a los agentes a obtener una solución estable y coordinada. Las tareas de PMA no cooperativa se abordan a través de juegos no cooperativos, cuyo objetivo es hallar un plan conjunto estable (equilibrio) que asegure que los planes de los agentes sean ejecutables (resolviendo los conflictos de planificación) al tiempo que los agentes satisfacen sus intereses privados en la medida de lo posible. Aunque este paradigma refleja muchos problemas de la vida real, existen pocos enfoques computacionales para PMA no cooperativa en la literatura. Esta tesis doctoral estudia el uso de juegos no cooperativos para resolver tareas de PMA no cooperativa con agentes racionales auto-interesados. Cada agente calcula un plan para su tarea de planificación y posteriormente, los participantes intentan ejecutar sus planes en un entorno compartido. Abordamos la PMA no cooperativa desde una doble perspectiva. Por una parte, nos centramos en la satisfacción de los agentes estudiando las propiedades deseables de soluciones estables, tales como la optimalidad y la justicia. Por otra parte, buscamos una combinación de PMA y técnicas de teoría de juegos capaz de calcular planes conjuntos estables de forma eficiente al tiempo que se minimiza la complejidad computacional de esta tarea combinada. Además, consideramos los conflictos de planificación y congestiones en las funciones de utilidad de los agentes, lo que resulta en un enfoque más realista. Bajo nuestro punto de vista, esta tesis doctoral abre una nueva línea de investigación en PMA no cooperativa y establece los principios básicos para resolver el problema de la generación de planes conjuntos estables para agentes de planificación auto-interesados mediante la combinación de teoría de juegos y planificación automática. / La Planificació Multi-Agent (PMA) és un tema de creixent interès que tracta el problema de la planificació automàtica en dominis on múltiples agents planifiquen i actuen en un entorn compartit. En la majoria de casos, els agents en PMA són cooperatius (altruistes) i treballen junts per obtenir una solució col·laborativa. No obstant això, quan els agents involucrats en una tasca de PMA són racionals i auto-interessats, l'objectiu últim és obtenir un pla conjunt que resolgui les tasques locals dels agents i satisfaci els seus interessos privats. D'entre els diferents escenaris de PMA que involucren agents auto-interessats, la PMA no cooperativa se centra en problemes que presenten un conjunt d'agents no estrictament competitius amb interessos comuns i conflictius. En aquest context, poden sorgir conflictes quan els agents posen en comú els seus plans i la combinació resultant provoca que alguns d'aquests plans no siguin executables, el que implica una pèrdua d'utilitat per als agents afectats. Cada participant vol executar el seu pla tal com va ser concebut, però les congestions i conflictes que poden sorgir entre les accions dels diferents plans forcen els agents a obtenir una solució estable i coordinada. Les tasques de PMA no cooperativa s'aborden a través de jocs no cooperatius, en els quals l'objectiu és trobar un pla conjunt estable (equilibri) que asseguri que els plans dels agents siguin executables (resolent els conflictes de planificació) alhora que els agents satisfan els seus interessos privats en la mesura del possible. Encara que aquest paradigma reflecteix molts problemes de la vida real, hi ha pocs enfocaments computacionals per PMA no cooperativa en la literatura. Aquesta tesi doctoral estudia l'ús de jocs no cooperatius per resoldre tasques de PMA no cooperativa amb agents racionals auto-interessats. Cada agent calcula un pla per a la seva tasca de planificació i posteriorment, els participants intenten executar els seus plans en un entorn compartit. Abordem la PMA no cooperativa des d'una doble perspectiva. D'una banda, ens centrem en la satisfacció dels agents estudiant les propietats desitjables de solucions estables, com ara la optimalitat i la justícia. D'altra banda, busquem una combinació de PMA i tècniques de teoria de jocs capaç de calcular plans conjunts estables de forma eficient alhora que es minimitza la complexitat computacional d'aquesta tasca combinada. A més, considerem els conflictes de planificació i congestions en les funcions d'utilitat dels agents, el que resulta en un enfocament més realista. Des del nostre punt de vista, aquesta tesi doctoral obre una nova línia d'investigació en PMA no cooperativa i estableix els principis bàsics per resoldre el problema de la generació de plans conjunts estables per a agents de planificació auto-interessats mitjançant la combinació de teoria de jocs i planificació automàtica. / Jordán Prunera, JM. (2017). Non-Cooperative Games for Self-Interested Planning Agents [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90417 / TESIS

Nowadays, the main libraries and document archives are investing a considerable effort on digitizing their collections. Indeed, most of them are scanning the documents and publishing the resulting images without their corresponding transcriptions. This seriously limits the document exploitation possibilities. When the transcription is necessary, it is manually performed by human experts, which is a very expensive and error-prone task. Obtaining transcriptions to the level of required quality demands the intervention of human experts to review and correct the resulting output of the recognition engines. To this end, it is extremely useful to provide interactive tools to obtain and edit the transcription. Although text recognition is the final goal, several previous steps (known as preprocessing) are necessary in order to get a fine transcription from a digitized image. Document cleaning, enhancement, and binarization (if they are needed) are the first stages of the recognition pipeline. Historical Handwritten Documents, in addition, show several degradations, stains, ink-trough and other artifacts. Therefore, more sophisticated and elaborate methods are required when dealing with these kind of documents, even expert supervision in some cases is needed. Once images have been cleaned, main zones of the image have to be detected: those that contain text and other parts such as images, decorations, versal letters. Moreover, the relations among them and the final text have to be detected. Those preprocessing steps are critical for the final performance of the system since an error at this point will be propagated during the rest of the transcription process. The ultimate goal of the Document Image Analysis pipeline is to receive the transcription of the text (Optical Character Recognition and Handwritten Text Recognition). During this thesis we aimed to improve the main stages of the recognition pipeline, from the scanned documents as input to the final transcription. We focused our effort on applying Neural Networks and deep learning techniques directly on the document images to extract suitable features that will be used by the different tasks dealt during the following work: Image Cleaning and Enhancement (Document Image Binarization), Layout Extraction, Text Line Extraction, Text Line Normalization and finally decoding (or text line recognition). As one can see, the following work focuses on small improvements through the several Document Image Analysis stages, but also deals with some of the real challenges: historical manuscripts and documents without clear layouts or very degraded documents. Neural Networks are a central topic for the whole work collected in this document. Different convolutional models have been applied for document image cleaning and enhancement. Connectionist models have been used, as well, for text line extraction: first, for detecting interest points and combining them in text segments and, finally, extracting the lines by means of aggregation techniques; and second, for pixel labeling to extract the main body area of the text and then the limits of the lines. For text line preprocessing, i.e., to normalize the text lines before recognizing them, similar models have been used to detect the main body area and then to height-normalize the images giving more importance to the central area of the text. Finally, Convolutional Neural Networks and deep multilayer perceptrons have been combined with hidden Markov models to improve our transcription engine significantly. The suitability of all these approaches has been tested with different corpora for any of the stages dealt, giving competitive results for most of the methodologies presented. / Hoy en día, las principales librerías y archivos está invirtiendo un esfuerzo considerable en la digitalización de sus colecciones. De hecho, la mayoría están escaneando estos documentos y publicando únicamente las imágenes sin transcripciones, limitando seriamente la posibilidad de explotar estos documentos. Cuando la transcripción es necesaria, esta se realiza normalmente por expertos de forma manual, lo cual es una tarea costosa y propensa a errores. Si se utilizan sistemas de reconocimiento automático se necesita la intervención de expertos humanos para revisar y corregir la salida de estos motores de reconocimiento. Por ello, es extremadamente útil para proporcionar herramientas interactivas con el fin de generar y corregir la transcripciones. Aunque el reconocimiento de texto es el objetivo final del Análisis de Documentos, varios pasos previos (preprocesamiento) son necesarios para conseguir una buena transcripción a partir de una imagen digitalizada. La limpieza, mejora y binarización de las imágenes son las primeras etapas del proceso de reconocimiento. Además, los manuscritos históricos tienen una mayor dificultad en el preprocesamiento, puesto que pueden mostrar varios tipos de degradaciones, manchas, tinta a través del papel y demás dificultades. Por lo tanto, este tipo de documentos requiere métodos de preprocesamiento más sofisticados. En algunos casos, incluso, se precisa de la supervisión de expertos para garantizar buenos resultados en esta etapa. Una vez que las imágenes han sido limpiadas, las diferentes zonas de la imagen deben de ser localizadas: texto, gráficos, dibujos, decoraciones, letras versales, etc. Por otra parte, también es importante conocer las relaciones entre estas entidades. Estas etapas del pre-procesamiento son críticas para el rendimiento final del sistema, ya que los errores cometidos en aquí se propagarán al resto del proceso de transcripción. El objetivo principal del trabajo presentado en este documento es mejorar las principales etapas del proceso de reconocimiento completo: desde las imágenes escaneadas hasta la transcripción final. Nuestros esfuerzos se centran en aplicar técnicas de Redes Neuronales (ANNs) y aprendizaje profundo directamente sobre las imágenes de los documentos, con la intención de extraer características adecuadas para las diferentes tareas: Limpieza y Mejora de Documentos, Extracción de Líneas, Normalización de Líneas de Texto y, finalmente, transcripción del texto. Como se puede apreciar, el trabajo se centra en pequeñas mejoras en diferentes etapas del Análisis y Procesamiento de Documentos, pero también trata de abordar tareas más complejas: manuscritos históricos, o documentos que presentan degradaciones. Las ANNs y el aprendizaje profundo son uno de los temas centrales de esta tesis. Diferentes modelos neuronales convolucionales se han desarrollado para la limpieza y mejora de imágenes de documentos. También se han utilizado modelos conexionistas para la extracción de líneas: primero, para detectar puntos de interés y segmentos de texto y, agregarlos para extraer las líneas del documento; y en segundo lugar, etiquetando directamente los píxeles de la imagen para extraer la zona central del texto y así definir los límites de las líneas. Para el preproceso de las líneas de texto, es decir, la normalización del texto antes del reconocimiento final, se han utilizado modelos similares a los mencionados para detectar la zona central del texto. Las imagenes se rescalan a una altura fija dando más importancia a esta zona central. Por último, en cuanto a reconocimiento de escritura manuscrita, se han combinado técnicas de ANNs y aprendizaje profundo con Modelos Ocultos de Markov, mejorando significativamente los resultados obtenidos previamente por nuestro motor de reconocimiento. La idoneidad de todos estos enfoques han sido testeados con diferentes corpus en cada una de las tareas tratadas., obtenie / Avui en dia, les principals llibreries i arxius històrics estan invertint un esforç considerable en la digitalització de les seues col·leccions de documents. De fet, la majoria estan escanejant aquests documents i publicant únicament les imatges sense les seues transcripcions, fet que limita seriosament la possibilitat d'explotació d'aquests documents. Quan la transcripció del text és necessària, normalment aquesta és realitzada per experts de forma manual, la qual cosa és una tasca costosa i pot provocar errors. Si s'utilitzen sistemes de reconeixement automàtic es necessita la intervenció d'experts humans per a revisar i corregir l'eixida d'aquests motors de reconeixement. Per aquest motiu, és extremadament útil proporcionar eines interactives amb la finalitat de generar i corregir les transcripcions generades pels motors de reconeixement. Tot i que el reconeixement del text és l'objectiu final de l'Anàlisi de Documents, diversos passos previs (coneguts com preprocessament) són necessaris per a l'obtenció de transcripcions acurades a partir d'imatges digitalitzades. La neteja, millora i binarització de les imatges (si calen) són les primeres etapes prèvies al reconeixement. A més a més, els manuscrits històrics presenten una major dificultat d'analisi i preprocessament, perquè poden mostrar diversos tipus de degradacions, taques, tinta a través del paper i altres peculiaritats. Per tant, aquest tipus de documents requereixen mètodes de preprocessament més sofisticats. En alguns casos, fins i tot, es precisa de la supervisió d'experts per a garantir bons resultats en aquesta etapa. Una vegada que les imatges han sigut netejades, les diferents zones de la imatge han de ser localitzades: text, gràfics, dibuixos, decoracions, versals, etc. D'altra banda, també és important conéixer les relacions entre aquestes entitats i el text que contenen. Aquestes etapes del preprocessament són crítiques per al rendiment final del sistema, ja que els errors comesos en aquest moment es propagaran a la resta del procés de transcripció. L'objectiu principal del treball que estem presentant és millorar les principals etapes del procés de reconeixement, és a dir, des de les imatges escanejades fins a l'obtenció final de la transcripció del text. Els nostres esforços se centren en aplicar tècniques de Xarxes Neuronals (ANNs) i aprenentatge profund directament sobre les imatges de documents, amb la intenció d'extraure característiques adequades per a les diferents tasques analitzades: neteja i millora de documents, extracció de línies, normalització de línies de text i, finalment, transcripció. Com es pot apreciar, el treball realitzat aplica xicotetes millores en diferents etapes de l'Anàlisi de Documents, però també tracta d'abordar tasques més complexes: manuscrits històrics, o documents que presenten degradacions. Les ANNs i l'aprenentatge profund són un dels temes centrals d'aquesta tesi. Diferents models neuronals convolucionals s'han desenvolupat per a la neteja i millora de les dels documents. També s'han utilitzat models connexionistes per a la tasca d'extracció de línies: primer, per a detectar punts d'interés i segments de text i, agregar-los per a extraure les línies del document; i en segon lloc, etiquetant directament els pixels de la imatge per a extraure la zona central del text i així definir els límits de les línies. Per al preprocés de les línies de text, és a dir, la normalització del text abans del reconeixement final, s'han utilitzat models similars als utilitzats per a l'extracció de línies. Finalment, quant al reconeixement d'escriptura manuscrita, s'han combinat tècniques de ANNs i aprenentatge profund amb Models Ocults de Markov, que han millorat significativament els resultats obtinguts prèviament pel nostre motor de reconeixement. La idoneïtat de tots aquests enfocaments han sigut testejats amb diferents corpus en cadascuna de les tasques tractad / Pastor Pellicer, J. (2017). Neural Networks for Document Image and Text Processing [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90443 / TESIS

In the era of e-Learning, educational materials are considered a crucial point for all the stakeholders. On the one hand, instructors aim at creating learning materials that meet the needs and expectations of learners easily and effec-tively; On the other hand, learners want to acquire knowledge in a way that suits their characteristics and preferences. Consequently, the provision and customization of educational materials to meet the needs of learners is a constant challenge and is currently synonymous with technological devel-opment. Promoting the personalization of learning materials, especially dur-ing their development, will help to produce customized learning materials for specific learners' needs. The main objective of this thesis is to reinforce and strengthen Reuse, Cus-tomization and Ease of Production issues in e-Learning materials during the development process. The thesis deals with the design of a framework based on ontologies and product lines to develop customized Learning Objects (LOs). With this framework, the development of learning materials has the following advantages: (i) large-scale production, (ii) faster development time, (iii) greater (re) use of resources. The proposed framework is the main contribution of this thesis, and is char-acterized by the combination of three models: the Content Model, which addresses important points related to the structure of learning materials, their granularity and levels of aggregation; the Customization Model, which con-siders specific learner characteristics and preferences to customize the learn-ing materials; and the LO Product Line (LOPL) model, which handles the subject of variability and creates matter-them in an easy and flexible way. With these models, instructors can not only develop learning materials, but also reuse and customize them during development. An additional contribution is the Customization Model, which is based on the Learning Style Model (LSM) concept. Based on the study of seven of them, a Global Learning Style Model Ontology (GLSMO) has been con-structed to help instructors with information on the apprentice's characteris-tics and to recommend appropriate LOs for customization. The results of our work have been reflected in the design of an authoring tool for learning materials called LOAT. They have described their require-ments, the elements of their architecture, and some details of their user inter-face. As an example of its use, it includes a case study that shows how its use in the development of some learning components. / En la era del e¿Learning, los materiales educativos se consideran un punto crucial para todos los participantes. Por un lado, los instructores tienen como objetivo crear materiales de aprendizaje que satisfagan las necesidades y ex-pectativas de los alumnos de manera fácil y efectiva; por otro lado, los alumnos quieren adquirir conocimientos de una manera que se adapte a sus características y preferencias. En consecuencia, la provisión y personaliza-ción de materiales educativos para satisfacer las necesidades de los estudian-tes es un desafío constante y es actualmente sinónimo de desarrollo tecnoló-gico. El fomento de la personalización de los materiales de aprendizaje, es-pecialmente durante su desarrollo, ayudará a producir materiales de aprendi-zaje específicos para las necesidades específicas de los alumnos. El objetivo fundamental de esta tesis es reforzar y fortalecer los temas de Reutilización, Personalización y Facilidad de Producción en materiales de e-Learning durante el proceso de desarrollo. La tesis se ocupa del diseño de un marco basado en ontologías y líneas de productos para desarrollar objetos de aprendizaje personalizados. Con este marco, el desarrollo de materiales de aprendizaje tiene las siguientes ventajas: (i) producción a gran escala, (ii) tiempo de desarrollo más rápido, (iii) mayor (re)uso de recursos. El marco propuesto es la principal aportación de esta tesis, y se caracteriza por la combinación de tres modelos: el Modelo de Contenido, que aborda puntos importantes relacionados con la estructura de los materiales de aprendizaje, su granularidad y niveles de agregación, el Modelo de Persona-lización, que considera las características y preferencias específicas del alumno para personalizar los materiales de aprendizaje, y el modelo de Línea de productos LO (LOPL), que maneja el tema de la variabilidad y crea ma-teriales de manera fácil y flexible. Con estos modelos, los instructores no sólo pueden desarrollar materiales de aprendizaje, sino también reutilizarlos y personalizarlos durante el desarrollo. Una contribución adicional es el modelo de personalización, que se basa en el concepto de modelo de estilo de aprendizaje. A partir del estudio de siete de ellos, se ha construido una Ontología de Modelo de Estilo de Aprendiza-je Global para ayudar a los instructores con información sobre las caracterís-ticas del aprendiz y recomendarlos apropiados para personalización. Los resultados de nuestro trabajo se han plasmado en el diseño de una he-rramienta de autor de materiales de aprendizaje llamada LOAT. Se han des-crito sus requisitos, los elementos de su arquitectura, y algunos detalles de su interfaz de usuario. Como ejemplo de su uso, se incluye un caso de estudio que muestra cómo su empleo en el desarrollo de algunos componentes de aprendizaje. / En l'era de l'e¿Learning, els materials educatius es consideren un punt crucial per a tots els participants. D'una banda, els instructors tenen com a objectiu crear materials d'aprenentatge que satisfacen les necessitats i expectatives dels alumnes de manera fàcil i efectiva; d'altra banda, els alumnes volen ad-quirir coneixements d'una manera que s'adapte a les seues característiques i preferències. En conseqüència, la provisio' i personalitzacio' de materials edu-catius per a satisfer les necessitats dels estudiants és un desafiament constant i és actualment sinònim de desenvolupament tecnològic. El foment de la personalitzacio' dels materials d'aprenentatge, especialment durant el seu desenvolupament, ajudarà a produir materials d'aprenentatge específics per a les necessitats concretes dels alumnes. L'objectiu fonamental d'aquesta tesi és reforçar i enfortir els temes de Reutilització, Personalització i Facilitat de Producció en materials d'e-Learning durant el procés de desenvolupament. La tesi s'ocupa del disseny d'un marc basat en ontologies i línia de productes per a desenvolupar objec-tes d'aprenentatge personalitzats. Amb aquest marc, el desenvolupament de materials d'aprenentatge té els següents avantatges: (i) produccio' a gran esca-la, (ii) temps de desenvolupament mes ràpid, (iii) major (re)ús de recursos. El marc proposat és la principal aportacio' d'aquesta tesi, i es caracteritza per la combinacio' de tres models: el Model de Contingut, que aborda punts im-portants relacionats amb l'estructura dels materials d'aprenentatge, la se-ua granularitat i nivells d'agregació, el Model de Línia de Producte, que ges-tiona el tema de la variabilitat i crea materials d'aprenentatge de manera fàcil i flexible. Amb aquests models, els instructors no solament poden desenvolu-par materials d'aprenentatge, sinó que també poden reutilitzar-los i personalit-zar-los durant el desenvolupament. Una contribucio' addicional és el Model de Personalitzacio', que es basa en el concepte de model d'estil d'aprenentatge. A partir de l'estudi de set d'ells, s'ha construït una Ontologia de Model d'Estil d'Aprenentatge Global per a ajudar als instructors amb informacio' sobre les característiques de l'aprenent i recomanar els apropiats per a personalitzacio'. Els resultats del nostre treball s'han plasmat en el disseny d'una eina d'autor de materials d'aprenentatge anomenada LOAT. S'han descrit els seus requi-sits, els elements de la seua arquitectura, i alguns detalls de la seua interfície d'usuari. Com a exemple del seu ús, s'inclou un cas d'estudi que mostra com és el desenvolupament d'alguns components d'aprenentatge. / Ezzat Labib Awad, A. (2017). Enforcing Customization in e-Learning Systems: an ontology and product line-based approach [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90515 / TESIS

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 no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/101942 / TESIS

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 no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/94629 / TESIS

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 no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/99565 / TESIS

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 no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/113075 / TESIS

[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. / [CAT] 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 no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/116833 / TESIS

[EN] Handwritten Text Segmentation (HTS) is a task within the Document Layout Analysis field that aims to detect and extract the different page regions of interest found in handwritten documents. HTS remains an active topic, that has gained importance with the years, due to the increasing demand to provide textual access to the myriads of handwritten document collections held by archives and libraries. This thesis considers HTS as a task that must be tackled in two specialized phases: detection and extraction. We see the detection phase fundamentally as a recognition problem that yields the vertical positions of each region of interest as a by-product. The extraction phase consists in calculating the best contour coordinates of the region using the position information provided by the detection phase. Our proposed detection approach allows us to attack both higher level regions: paragraphs, diagrams, etc., and lower level regions like text lines. In the case of text line detection we model the problem to ensure that the system's yielded vertical position approximates the fictitious line that connects the lower part of the grapheme bodies in a text line, commonly known as the baseline. One of the main contributions of this thesis, is that the proposed modelling approach allows us to include prior information regarding the layout of the documents being processed. This is performed via a Vertical Layout Model (VLM). We develop a Hidden Markov Model (HMM) based framework to tackle both region detection and classification as an integrated task and study the performance and ease of use of the proposed approach in many corpora. We review the modelling simplicity of our approach to process regions at different levels of information: text lines, paragraphs, titles, etc. We study the impact of adding deterministic and/or probabilistic prior information and restrictions via the VLM that our approach provides. Having a separate phase that accurately yields the detection position (base- lines in the case of text lines) of each region greatly simplifies the problem that must be tackled during the extraction phase. In this thesis we propose to use a distance map that takes into consideration the grey-scale information in the image. This allows us to yield extraction frontiers which are equidistant to the adjacent text regions. We study how our approach escalates its accuracy proportionally to the quality of the provided detection vertical position. Our extraction approach gives near perfect results when human reviewed baselines are provided. / [ES] La Segmentación de Texto Manuscrito (STM) es una tarea dentro del campo de investigación de Análisis de Estructura de Documentos (AED) que tiene como objetivo detectar y extraer las diferentes regiones de interés de las páginas que se encuentran en documentos manuscritos. La STM es un tema de investigación activo que ha ganado importancia con los años debido a la creciente demanda de proporcionar acceso textual a las miles de colecciones de documentos manuscritos que se conservan en archivos y bibliotecas. Esta tesis entiende la STM como una tarea que debe ser abordada en dos fases especializadas: detección y extracción. Consideramos que la fase de detección es, fundamentalmente, un problema de clasificación cuyo subproducto son las posiciones verticales de cada región de interés. Por su parte, la fase de extracción consiste en calcular las mejores coordenadas de contorno de la región utilizando la información de posición proporcionada por la fase de detección. Nuestro enfoque de detección nos permite atacar tanto regiones de alto nivel (párrafos, diagramas¿) como regiones de nivel bajo (líneas de texto principalmente). En el caso de la detección de líneas de texto, modelamos el problema para asegurar que la posición vertical estimada por el sistema se aproxime a la línea ficticia que conecta la parte inferior de los cuerpos de los grafemas en una línea de texto, comúnmente conocida como línea base. Una de las principales aportaciones de esta tesis es que el enfoque de modelización propuesto nos permite incluir información conocida a priori sobre la disposición de los documentos que se están procesando. Esto se realiza mediante un Modelo de Estructura Vertical (MEV). Desarrollamos un marco de trabajo basado en los Modelos Ocultos de Markov (MOM) para abordar tanto la detección de regiones como su clasificación de forma integrada, así como para estudiar el rendimiento y la facilidad de uso del enfoque propuesto en numerosos corpus. Así mismo, revisamos la simplicidad del modelado de nuestro enfoque para procesar regiones en diferentes niveles de información: líneas de texto, párrafos, títulos, etc. Finalmente, estudiamos el impacto de añadir información y restricciones previas deterministas o probabilistas a través de el MEV propuesto que nuestro enfoque proporciona. Disponer de un método independiente que obtiene con precisión la posición de cada región detectada (líneas base en el caso de las líneas de texto) simplifica enormemente el problema que debe abordarse durante la fase de extracción. En esta tesis proponemos utilizar un mapa de distancias que tiene en cuenta la información de escala de grises de la imagen. Esto nos permite obtener fronteras de extracción que son equidistantes a las regiones de texto adyacentes. Estudiamos como nuestro enfoque aumenta su precisión de manera proporcional a la calidad de la detección y descubrimos que da resultados casi perfectos cuando se le proporcionan líneas de base revisadas por humanos. / [CAT] La Segmentació de Text Manuscrit (STM) és una tasca dins del camp d'investigació d'Anàlisi d'Estructura de Documents (AED) que té com a objectiu detectar I extraure les diferents regions d'interès de les pàgines que es troben en documents manuscrits. La STM és un tema d'investigació actiu que ha guanyat importància amb els anys a causa de la creixent demanda per proporcionar accés textual als milers de col·leccions de documents manuscrits que es conserven en arxius i biblioteques. Aquesta tesi entén la STM com una tasca que ha de ser abordada en dues fases especialitzades: detecció i extracció. Considerem que la fase de detecció és, fonamentalment, un problema de classificació el subproducte de la qual són les posicions verticals de cada regió d'interès. Per la seva part, la fase d'extracció consisteix a calcular les millors coordenades de contorn de la regió utilitzant la informació de posició proporcionada per la fase de detecció. El nostre enfocament de detecció ens permet atacar tant regions d'alt nivell (paràgrafs, diagrames ...) com regions de nivell baix (línies de text principalment). En el cas de la detecció de línies de text, modelem el problema per a assegurar que la posició vertical estimada pel sistema s'aproximi a la línia fictícia que connecta la part inferior dels cossos dels grafemes en una línia de text, comunament coneguda com a línia base. Una de les principals aportacions d'aquesta tesi és que l'enfocament de modelització proposat ens permet incloure informació coneguda a priori sobre la disposició dels documents que s'estan processant. Això es realitza mitjançant un Model d'Estructura Vertical (MEV). Desenvolupem un marc de treball basat en els Models Ocults de Markov (MOM) per a abordar tant la detecció de regions com la seva classificació de forma integrada, així com per a estudiar el rendiment i la facilitat d'ús de l'enfocament proposat en nombrosos corpus. Així mateix, revisem la simplicitat del modelatge del nostre enfocament per a processar regions en diferents nivells d'informació: línies de text, paràgrafs, títols, etc. Finalment, estudiem l'impacte d'afegir informació i restriccions prèvies deterministes o probabilistes a través del MEV que el nostre mètode proporciona. Disposar d'un mètode independent que obté amb precisió la posició de cada regió detectada (línies base en el cas de les línies de text) simplifica enormement el problema que ha d'abordar-se durant la fase d'extracció. En aquesta tesi proposem utilitzar un mapa de distàncies que té en compte la informació d'escala de grisos de la imatge. Això ens permet obtenir fronteres d'extracció que són equidistants de les regions de text adjacents. Estudiem com el nostre enfocament augmenta la seva precisió de manera proporcional a la qualitat de la detecció i descobrim que dona resultats quasi perfectes quan se li proporcionen línies de base revisades per humans. / Bosch Campos, V. (2020). Advances in Document Layout Analysis [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/138397 / TESIS

Internet se ha convertido por méritos propios en el medio de comunicación por excelencia. La velocidad con la que se puede intercambiar información unida a la eliminación de las barreras geográ?cas y tecnológicas han convertido a Internet en la plataforma preferida para divulgar el conocimiento y hacer negocios. Para llevar a cabo el desarrollo de aplicaciones software en estos entornos, han aparecido numerosas aproximaciones que aplican lo que se conoce como Ingeniería Web. Estas aproximaciones de?nen processos de desarrollo y extensiones conceptuales basadas en modelos, orientadas a la construcción de aplicaciones web. Por otro lado están los principios del Desarrollo Dirigido por Modelos donde se proporcionan marcos conceptuales y entornos que permiten construir processos de desarrollo con generación de código a partir de modelos. Bajo esta perspectiva se enmarca esta tesis, en la que se de?ne OOWS, un entorno de producción de software para la web que aplica los principios que se proponen en la Ingeniería Web y en el Desarrollo Dirigido por Modelos. Este entorno de?ne un proceso de desarrollo en base a unos modelos conceptuales extendidos con características web y una estrategia para obtener automáticamente la aplicación web a partir de estos modelos OOWS. Para dar suporte a esta aproximación se ha construido una herramienta que permite editar y gestionar estos modelos conceptuales web, y que implementa las transformaciones que permiten obtener un prototipo de la aplicación web a partir de estos modelos. / Fons Cors, JJ. (2008). OOWS: un mètode dirigit per models per al desanvolupament d'aplicacions web [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1989 / Palancia