[ES] En esta tesis abordamos el problema de la detección de las opiniones (stance detection, SD) en las redes sociales, centrándose en los debates políticos polarizados en Twitter. La SD consiste en determinar automáticamente si el autor de una publicación está a favor o en contra de un objetivo de interés, o si no se puede inferir la opinión. Nos ocupamos de temas políticos como las elecciones políticas y los referendos y, como resultado, los objetivos son tanto personas como referendos. También exploramos las comunicaciones que tienen lugar en estos debates polarizados, arrojando luz sobre las dinámicas de comunicación entre personas que tienen opiniones en acuerdo o en conflicto, enfocándonos en particular en la observación del cambio de opiniones (opinion shifting). Proponemos modelos de aprendizaje automático para la SD como si fuera un problema de clasificación binaria. Exploramos características basadas en el contenido del texto del tweet, además usamos características basadas en información contextual que no emerge directamente del texto. Utilizando el corpus de benchmark propuesto para la tarea compartida sobre la SD realizado para SemEval 2016, exploramos la contribución que el estudio de las relaciones entre el objetivo de interés y las otras entidades involucradas en el debate proporciona a la SD. Al participar en la tarea ``Stance and Gender Detection in Tweets on Catalan Independence'' organizado para IberEval 2017, hemos propuesto otras características textuales y contextuales para la SD en tweets en español y en catalán. Explorando la SD desde una perspectiva multilingüe, hemos creado un corpus de tweets en francés y uno en italiano. La extensión multilingüe de nuestro modelo (multiTACOS) muestra que la SD está influenciada más por los diferentes estilos utilizados por los usuarios para comunicar la opinión sobre objetivos de diferentes tipos (personas o referendos) en lugar del idioma utilizado. Con el objetivo de recuperar información contextual sobre la red social de los usuarios de Twitter (generalmente las tareas compartidas solo consisten en el contenido del tweet, dejando de lado la información sobre el usuario), hemos creado otros dos conjuntos de datos, uno en inglés y uno en italiano, respectivamente, sobre el Brexit (TW-BREXIT) y sobre el referéndum constitucional italiano (ConRef-STANCE-ita). En ambos casos de estudio, mostramos que los usuarios tienden a agruparse en grupos con ideas similares. Por este motivo, el modelo que explota el conocimiento de la comunidad social a la que el autor del tweet pertenece, supera los resultados obtenidos utilizando solo las funciones basadas en el contenido de la publicación. Además, la evidencia muestra que los usuarios utilizan diferentes tipos de comunicación según el nivel de acuerdo con la opinión del interlocutor, por ejemplo, las relaciones de amistad, los retweets y las citas (quote) son más comunes entre los usuarios relacionados, mientras que las respuestas (replies) se utilizan a menudo para interactuar con usuarios que tienen diferentes posiciones. Al abordar la SD desde una perspectiva diacrónica, también observamos tanto el cambio de opinión como la mitigación del debate hacia posiciones neutrales después del resultado de la votación. Además, hemos observado que tener contacto con una variedad más amplia de opiniones puede influir en la propensión a cambiar de opinión. Finalmente, mostramos que las características basadas en una representación gráfica de un dominio de interés no se limitan a la SD, sino que se puede aplicar a diferentes escenarios. Al proponer otra tarea de clasificación que realiza la identificación del talento en el deporte, especialmente en el estudio de caso del tenis de mesa, mostramos que las métricas de redes basadas en la centralidad son una señal fuerte para el talento y pueden usarse para entrenar un modelo de algoritmo de aprendizaje automático para enfrentar esta / [CAT] En aquesta tesi doctoral abordem el problema de la detecció de posició (stance detection, SD) en els mitjans de comunicació social, especialment centrat en els debats polítics polaritzats a Twitter. La SD consisteix a determinar automàticament si l'autor d'una publicació està a favor o en contra d'un objectiu o tema d'interès, o si l'opinió envers d'aquest objectiu o tema determinat no es pot inferir. Ens ocupem de temes polítics com ara esdeveniments electorals i, en conseqüència, els temes d'interès són, en concret, la SD en vers dirigents polítics i referèndums. També explorem les comunicacions que es duen a terme en aquests debats polaritzats, que posen de manifest la dinàmica de les comunicacions entre les persones que tenen opinions concordants o contrastades, especialment centrant-nos en l'observació del canvi de les opinions. Proposem models d'aprenentatge automàtic per abordar la SD com un problema de classificació. Explorem les funcions basades en el contingut textual del tweet, però també les funcions basades en la informació contextual que no afloren directament del text. Utilitzem el conjunt de dades de referència en anglès proposat per a les tasques compartides sobre SD celebrades a SemEval 2016, per explorar la contribució a la SD d'investigar les relacions entre l'objectiu d'interès i les altres entitats implicades en el debat. En la participació a la tasca compartida de ``Stance and Gender Detection in Tweets on Catalan Independence'' celebrada a IberEval 2017, es van proposar altres trets textuals i contextuals per detectar la posició dels autors dels tweets, escrits en espanyol i en català, envers la independència de Catalunya. L'extensió multilingüe del model de SD (multiTACOS) mostra que la SD es veu afectada pels diferents estils que utilitzen els usuaris per comunicar la posició envers objectius de diferents tipus (persones o referèndum) més que la llengua utilitzada. Amb l'objectiu de recuperar informació contextual sobre la xarxa social dels usuaris de Twitter (les tasques compartides solen publicar només el contingut del tweet i deixen de banda, en canvi, la informació sobre la persona que escriu el tweet), vam crear dos conjunts més de dades, un en anglès i un en italià, el corpus Brexit (TW-BREXIT) i el corpus del referèndum constitucional italià (ConRef-STANCE-ita) respectivament. En els dos casos, demostrem que els usuaris tendeixen a agrupar-se en grups d'opinió o creences similars. Per aquest motiu, el model aprofita el coneixement de la comunitat social en línia al qual pertany el tweeter i supera els resultats obtinguts utilitzant només funcions basades en el contingut de la publicació. És més, els experiments també mostren que els usuaris fan servir diferents tipus de comunicació en funció del nivell d'acord amb l'opinió del seu interlocutor, és a dir, les relacions d'amistat (friendship), retweets i cotitzacions (quotes) són més freqüents entre els usuaris amb idees afins, mentre que les respostes (replies) s'utilitzen sovint per interactuar amb els usuaris que tenen posicions o opinions diferents. A l'hora d'abordar la SD des d'una perspectiva diacrònica, també observem el canvi d'opinió i la mitigació del debat cap a una posició no alineament després del resultat de la votació. A continuació, observem que l'accés a una major diversitat de punts de vista pot influir en la propensió a canviar l'opinió personal. Finalment, mostrem que la utilitat de les funcions basades en una representació gràfica d'un domini d'interès no es limita a la SD, sinó que es pot aplicar a diferents escenaris. Proposar una altra tasca de classificació que realitzi la identificació de talent en l'esport, especialment centrada en l'estudi de cas del tennis de taula, mostrem que les xarxes mètriques basades en la centralitat són un fort senyal per a detectar el talent i també es pot utilitzar per a l'entrenament d'un model d'algorisme d'ap / [EN] In this thesis, we address the problem of stance detection (SD) in social media focusing on polarized political debates in Twitter. SD consists in automatically determine whether the author of a post is in favor or against a target of interest, or whether the opinion toward the given target can not be inferred. We deal with political topics such as electoral events and consequently the targets of interest are both politicians and referendums. We also explore the communications which take place in these polarized debates shedding some light on dynamics of communications among people having concordant or contrasting opinions, particularly focusing on observing opinions' shifting. We propose machine learning models for addressing SD as a classification problem. We explore features based on the textual content of the tweet, but also features based on contextual information that do no emerge directly from the text. Using the English benchmark dataset proposed for the shared tasks on SD held at SemEval 2016, we explore the contribution on SD of investigating the relations among the target of interest and the other entities involved in the debate. Participating to the ``Stance and Gender Detection in Tweets on Catalan Independence'' shared task held at IberEval 2017, we proposed other textual and contextual based features for detecting stance on Spanish and Catalan tweets. With the main aim of facing SD in a multilingual perspective and having an homogeneous setting for multi-language comparisons, we collected tweets in French and Italian also. The multilingual extension of our SD model (multiTACOS) shows that SD is affected by the different styles used by users for communicating stance towards target of different types (persons or referendum) more than the used language. With the aim of retrieving contextual information about the social network of Twitter's users, we created other two datasets, one in English and one in Italian, respectively about the Brexit (TW-BREXIT) and the Italian Constitutional referendum (ConRef-STANCE-ita). In both the case studies, we show that users tend to aggregate themselves in like-minded groups. For this reason, the model takes advantage of knowing the online social community the tweeter belongs to and outperforms the results obtained by using only features based on the content of the post. Furthermore, experiments show that users use different type of communication depending on the level of agreement with the interlocutor's opinion, i.e., friendship, retweets, and quote relations are more common among like-minded users, while replies are often used for interacting with users having different stances. Addressing SD in a diachronic perspective, we also observe both opinion shifting and a mitigation of the debate towards an unaligned position after the outcome of the vote. Then, we observe that accessing to a larger diversity of point of views can influence the propensity to change the personal opinion. We finally show that the usefulness of features based on a graph representation of a domain of interest is not limited to SD, but can be applied to different scenarios. Proposing another classification task that performs talent identification in sport, particularly focusing on the case study of table tennis, we show that networks metrics based on centrality are strong signal for talent and can be used for training a machine learning algorithm model for this task too. / Lai, M. (2019). On Language and Structure in Polarized Communities [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/119116 / TESIS

[EN] Throughout the pages of this document, I present the results of the research that was carried out in the context of my PhD studies. During the aforementioned research, I studied the process of Traceability Links Recovery between natural language requirements and industrial software models. More precisely, due to their popularity and extensive usage, I studied the process of Traceability Links Recovery between natural language requirements and Business Process Models, also known as BPMN models. In order to carry out the research, I focused my work on two main objectives: (1) the development of the Traceability Links Recovery techniques between natural language requirements and BPMN models, and (2) the validation and analysis of the results obtained by the developed techniques in industrial domain case studies. The results of the research have been redacted and published in forums, conferences, and journals specialized in the topics and context of the research. This thesis document introduces the topics, context, and objectives of the research, presents the academic publications that have been published as a result of the work, and then discusses the outcomes of the investigation. / [ES] A través de las páginas de este documento, presento los resultados de la investigación realizada en el contexto de mis estudios de doctorado. Durante la investigación, he estudiado el proceso de Recuperación de Enlaces de Trazabilidad entre requisitos especificados en lenguaje natural y modelos de software industriales. Más concretamente, debido a su popularidad y uso extensivo, he estudiado el proceso de Recuperación de Enlaces de Trazabilidad entre requisitos especificados en lenguaje natural y Modelos de Procesos de Negocio, también conocidos como modelos BPMN. Para llevar a cabo esta investigación, mi trabajo se ha centrado en dos objetivos principales: (1) desarrollo de técnicas de Recuperación de Enlaces de Trazabilidad entre requisitos especificados en lenguaje natural y modelos BPMN, y (2) validación y análisis de los resultados obtenidos por las técnicas desarrolladas en casos de estudio de dominios industriales. Los resultados de la investigación han sido redactados y publicados en foros, conferencias y revistas especializadas en los temas y contexto de la investigación. Esta tesis introduce los temas, contexto y objetivos de la investigación, presenta las publicaciones académicas que han sido publicadas como resultado del trabajo, y expone los resultados de la investigación. / [CA] A través de les pàgines d'aquest document, presente els resultats de la investigació realitzada en el context dels meus estudis de doctorat. Durant la investigació, he estudiat el procés de Recuperació d'Enllaços de Traçabilitat entre requisits especificats en llenguatge natural i models de programari industrials. Més concretament, a causa de la seua popularitat i ús extensiu, he estudiat el procés de Recuperació d'Enllaços de Traçabilitat entre requisits especificats en llenguatge natural i Models de Processos de Negoci, també coneguts com a models BPMN. Per a dur a terme aquesta investigació, el meu treball s'ha centrat en dos objectius principals: (1) desenvolupament de tècniques de Recuperació d'Enllaços de Traçabilitat entre requisits especificats en llenguatge natural i models BPMN, i (2) validació i anàlisi dels resultats obtinguts per les tècniques desenvolupades en casos d'estudi de dominis industrials. Els resultats de la investigació han sigut redactats i publicats en fòrums, conferències i revistes especialitzades en els temes i context de la investigació. Aquesta tesi introdueix els temes, context i objectius de la investigació, presenta les publicacions acadèmiques que han sigut publicades com a resultat del treball, i exposa els resultats de la investigació. / Lapeña Martí, R. (2020). Traceability Links Recovery among Requirements and BPMN models [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/149391 / TESIS

En esta tesis se presenta un nuevo marco interactivo y multimodal para la transcripción de Documentos manuscritos. Esta aproximación, lejos de proporcionar la transcripción completa pretende asistir al experto en la dura tarea de transcribir. Hasta la fecha, los sistemas de reconocimiento de texto manuscrito disponibles no proporcionan transcripciones aceptables por los usuarios y, generalmente, se requiere la intervención del humano para corregir las transcripciones obtenidas. Estos sistemas han demostrado ser realmente útiles en aplicaciones restringidas y con vocabularios limitados (como es el caso del reconocimiento de direcciones postales o de cantidades numéricas en cheques bancarios), consiguiendo en este tipo de tareas resultados aceptables. Sin embargo, cuando se trabaja con documentos manuscritos sin ningún tipo de restricción (como documentos manuscritos antiguos o texto espontáneo), la tecnología actual solo consigue resultados inaceptables. El escenario interactivo estudiado en esta tesis permite una solución más efectiva. En este escenario, el sistema de reconocimiento y el usuario cooperan para generar la transcripción final de la imagen de texto. El sistema utiliza la imagen de texto y una parte de la transcripción previamente validada (prefijo) para proponer una posible continuación. Despues, el usuario encuentra y corrige el siguente error producido por el sistema, generando así un nuevo prefijo mas largo. Este nuevo prefijo, es utilizado por el sistema para sugerir una nueva hipótesis. La tecnología utilizada se basa en modelos ocultos de Markov y n-gramas. Estos modelos son utilizados aquí de la misma manera que en el reconocimiento automático del habla. Algunas modificaciones en la definición convencional de los n-gramas han sido necesarias para tener en cuenta la retroalimentación del usuario en este sistema. / Romero Gómez, V. (2010). Multimodal Interactive Transcription of Handwritten Text Images [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8541 / Palancia

[ES] A lo largo de las últimas dos décadas, los datos generados por las tecnologías de secuenciación de nueva generación han revolucionado nuestro entendimiento de la biología humana. Es más, nos han permitido desarrollar y mejorar nuestro conocimiento sobre cómo los cambios (variaciones) en el ADN pueden estar relacionados con el riesgo de sufrir determinadas enfermedades. Actualmente, hay una gran cantidad de datos genómicos disponibles de forma pública, que son consultados con frecuencia por la comunidad científica para extraer conclusiones significativas sobre las asociaciones entre los genes de riesgo y los mecanismos que producen las enfermedades. Sin embargo, el manejo de esta cantidad de datos que crece de forma exponencial se ha convertido en un reto. Los investigadores se ven obligados a sumergirse en un lago de datos muy complejos que están dispersos en más de mil repositorios heterogéneos, representados en múltiples formatos y con diferentes niveles de calidad. Además, cuando se trata de resolver una tarea en concreto sólo una pequeña parte de la gran cantidad de datos disponibles es realmente significativa. Estos son los que nosotros denominamos datos "inteligentes". El principal objetivo de esta tesis es proponer un enfoque sistemático para el manejo eficiente de datos genómicos inteligentes mediante el uso de técnicas de modelado conceptual y evaluación de calidad de los datos. Este enfoque está dirigido a poblar un sistema de información con datos que sean lo suficientemente accesibles, informativos y útiles para la extracción de conocimiento de valor. / [CA] Al llarg de les últimes dues dècades, les dades generades per les tecnologies de secuenciació de nova generació han revolucionat el nostre coneixement sobre la biologia humana. És mes, ens han permès desenvolupar i millorar el nostre coneixement sobre com els canvis (variacions) en l'ADN poden estar relacionats amb el risc de patir determinades malalties. Actualment, hi ha una gran quantitat de dades genòmiques disponibles de forma pública i que són consultats amb freqüència per la comunitat científica per a extraure conclusions significatives sobre les associacions entre gens de risc i els mecanismes que produeixen les malalties. No obstant això, el maneig d'aquesta quantitat de dades que creix de forma exponencial s'ha convertit en un repte i els investigadors es veuen obligats a submergir-se en un llac de dades molt complexes que estan dispersos en mes de mil repositoris heterogenis, representats en múltiples formats i amb diferents nivells de qualitat. A m\és, quan es tracta de resoldre una tasca en concret només una petita part de la gran quantitat de dades disponibles és realment significativa. Aquests són els que nosaltres anomenem dades "intel·ligents". El principal objectiu d'aquesta tesi és proposar un enfocament sistemàtic per al maneig eficient de dades genòmiques intel·ligents mitjançant l'ús de tècniques de modelatge conceptual i avaluació de la qualitat de les dades. Aquest enfocament està dirigit a poblar un sistema d'informació amb dades que siguen accessibles, informatius i útils per a l'extracció de coneixement de valor. / [EN] In the last two decades, the data generated by the Next Generation Sequencing Technologies have revolutionized our understanding about the human biology. Furthermore, they have allowed us to develop and improve our knowledge about how changes (variants) in the DNA can be related to the risk of developing certain diseases. Currently, a large amount of genomic data is publicly available and frequently used by the research community, in order to extract meaningful and reliable associations among risk genes and the mechanisms of disease. However, the management of this exponential growth of data has become a challenge and the researchers are forced to delve into a lake of complex data spread in over thousand heterogeneous repositories, represented in multiple formats and with different levels of quality. Nevertheless, when these data are used to solve a concrete problem only a small part of them is really significant. This is what we call "smart" data. The main goal of this thesis is to provide a systematic approach to efficiently manage smart genomic data, by using conceptual modeling techniques and the principles of data quality assessment. The aim of this approach is to populate an Information System with data that are accessible, informative and actionable enough to extract valuable knowledge. / This thesis was supported by the Research and Development Aid Program (PAID-01-16) under the FPI grant 2137. / León Palacio, A. (2019). SILE: A Method for the Efficient Management of Smart Genomic Information [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/131698 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

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

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] Mathematical notation is well-known and used all over the world. Humankind has evolved from simple methods representing countings to current well-defined math notation able to account for complex problems. Furthermore, mathematical expressions constitute a universal language in scientific fields, and many information resources containing mathematics have been created during the last decades. However, in order to efficiently access all that information, scientific documents have to be digitized or produced directly in electronic formats. Although most people is able to understand and produce mathematical information, introducing math expressions into electronic devices requires learning specific notations or using editors. Automatic recognition of mathematical expressions aims at filling this gap between the knowledge of a person and the input accepted by computers. This way, printed documents containing math expressions could be automatically digitized, and handwriting could be used for direct input of math notation into electronic devices. This thesis is devoted to develop an approach for mathematical expression recognition. In this document we propose an approach for recognizing any type of mathematical expression (printed or handwritten) based on probabilistic grammars. In order to do so, we develop the formal statistical framework such that derives several probability distributions. Along the document, we deal with the definition and estimation of all these probabilistic sources of information. Finally, we define the parsing algorithm that globally computes the most probable mathematical expression for a given input according to the statistical framework. An important point in this study is to provide objective performance evaluation and report results using public data and standard metrics. We inspected the problems of automatic evaluation in this field and looked for the best solutions. We also report several experiments using public databases and we participated in several international competitions. Furthermore, we have released most of the software developed in this thesis as open source. We also explore some of the applications of mathematical expression recognition. In addition to the direct applications of transcription and digitization, we report two important proposals. First, we developed mucaptcha, a method to tell humans and computers apart by means of math handwriting input, which represents a novel application of math expression recognition. Second, we tackled the problem of layout analysis of structured documents using the statistical framework developed in this thesis, because both are two-dimensional problems that can be modeled with probabilistic grammars. The approach developed in this thesis for mathematical expression recognition has obtained good results at different levels. It has produced several scientific publications in international conferences and journals, and has been awarded in international competitions. / [ES] La notación matemática es bien conocida y se utiliza en todo el mundo. La humanidad ha evolucionado desde simples métodos para representar cuentas hasta la notación formal actual capaz de modelar problemas complejos. Además, las expresiones matemáticas constituyen un idioma universal en el mundo científico, y se han creado muchos recursos que contienen matemáticas durante las últimas décadas. Sin embargo, para acceder de forma eficiente a toda esa información, los documentos científicos han de ser digitalizados o producidos directamente en formatos electrónicos. Aunque la mayoría de personas es capaz de entender y producir información matemática, introducir expresiones matemáticas en dispositivos electrónicos requiere aprender notaciones especiales o usar editores. El reconocimiento automático de expresiones matemáticas tiene como objetivo llenar ese espacio existente entre el conocimiento de una persona y la entrada que aceptan los ordenadores. De este modo, documentos impresos que contienen fórmulas podrían digitalizarse automáticamente, y la escritura se podría utilizar para introducir directamente notación matemática en dispositivos electrónicos. Esta tesis está centrada en desarrollar un método para reconocer expresiones matemáticas. En este documento proponemos un método para reconocer cualquier tipo de fórmula (impresa o manuscrita) basado en gramáticas probabilísticas. Para ello, desarrollamos el marco estadístico formal que deriva varias distribuciones de probabilidad. A lo largo del documento, abordamos la definición y estimación de todas estas fuentes de información probabilística. Finalmente, definimos el algoritmo que, dada cierta entrada, calcula globalmente la expresión matemática más probable de acuerdo al marco estadístico. Un aspecto importante de este trabajo es proporcionar una evaluación objetiva de los resultados y presentarlos usando datos públicos y medidas estándar. Por ello, estudiamos los problemas de la evaluación automática en este campo y buscamos las mejores soluciones. Asimismo, presentamos diversos experimentos usando bases de datos públicas y hemos participado en varias competiciones internacionales. Además, hemos publicado como código abierto la mayoría del software desarrollado en esta tesis. También hemos explorado algunas de las aplicaciones del reconocimiento de expresiones matemáticas. Además de las aplicaciones directas de transcripción y digitalización, presentamos dos propuestas importantes. En primer lugar, desarrollamos mucaptcha, un método para discriminar entre humanos y ordenadores mediante la escritura de expresiones matemáticas, el cual representa una novedosa aplicación del reconocimiento de fórmulas. En segundo lugar, abordamos el problema de detectar y segmentar la estructura de documentos utilizando el marco estadístico formal desarrollado en esta tesis, dado que ambos son problemas bidimensionales que pueden modelarse con gramáticas probabilísticas. El método desarrollado en esta tesis para reconocer expresiones matemáticas ha obtenido buenos resultados a diferentes niveles. Este trabajo ha producido varias publicaciones en conferencias internacionales y revistas, y ha sido premiado en competiciones internacionales. / [CAT] La notació matemàtica és ben coneguda i s'utilitza a tot el món. La humanitat ha evolucionat des de simples mètodes per representar comptes fins a la notació formal actual capaç de modelar problemes complexos. A més, les expressions matemàtiques constitueixen un idioma universal al món científic, i s'han creat molts recursos que contenen matemàtiques durant les últimes dècades. No obstant això, per accedir de forma eficient a tota aquesta informació, els documents científics han de ser digitalitzats o produïts directament en formats electrònics. Encara que la majoria de persones és capaç d'entendre i produir informació matemàtica, introduir expressions matemàtiques en dispositius electrònics requereix aprendre notacions especials o usar editors. El reconeixement automàtic d'expressions matemàtiques té per objectiu omplir aquest espai existent entre el coneixement d'una persona i l'entrada que accepten els ordinadors. D'aquesta manera, documents impresos que contenen fórmules podrien digitalitzar-se automàticament, i l'escriptura es podria utilitzar per introduir directament notació matemàtica en dispositius electrònics. Aquesta tesi està centrada en desenvolupar un mètode per reconèixer expressions matemàtiques. En aquest document proposem un mètode per reconèixer qualsevol tipus de fórmula (impresa o manuscrita) basat en gramàtiques probabilístiques. Amb aquesta finalitat, desenvolupem el marc estadístic formal que deriva diverses distribucions de probabilitat. Al llarg del document, abordem la definició i estimació de totes aquestes fonts d'informació probabilística. Finalment, definim l'algorisme que, donada certa entrada, calcula globalment l'expressió matemàtica més probable d'acord al marc estadístic. Un aspecte important d'aquest treball és proporcionar una avaluació objectiva dels resultats i presentar-los usant dades públiques i mesures estàndard. Per això, estudiem els problemes de l'avaluació automàtica en aquest camp i busquem les millors solucions. Així mateix, presentem diversos experiments usant bases de dades públiques i hem participat en diverses competicions internacionals. A més, hem publicat com a codi obert la majoria del software desenvolupat en aquesta tesi. També hem explorat algunes de les aplicacions del reconeixement d'expressions matemàtiques. A més de les aplicacions directes de transcripció i digitalització, presentem dues propostes importants. En primer lloc, desenvolupem mucaptcha, un mètode per discriminar entre humans i ordinadors mitjançant l'escriptura d'expressions matemàtiques, el qual representa una nova aplicació del reconeixement de fórmules. En segon lloc, abordem el problema de detectar i segmentar l'estructura de documents utilitzant el marc estadístic formal desenvolupat en aquesta tesi, donat que ambdós són problemes bidimensionals que poden modelar-se amb gramàtiques probabilístiques. El mètode desenvolupat en aquesta tesi per reconèixer expressions matemàtiques ha obtingut bons resultats a diferents nivells. Aquest treball ha produït diverses publicacions en conferències internacionals i revistes, i ha sigut premiat en competicions internacionals. / Álvaro Muñoz, F. (2015). Mathematical Expression Recognition based on Probabilistic Grammars [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/51665 / TESIS

[EN] Model-Driven Development (MDD) promotes models as the cornerstone in the software development process, thereby displacing source code as the development process's main feature. Although this model-centric schema claims advantages over traditional software development (e.g., the code could be automatically generated from the models), it does not have the level of adoption that has been expected. The literature review reveals a broad agreement in the fact that end-users may develop and adapt systems themselves but the complexity in modeling standards and the lack of modeling skills prevents their active involvement in modeling tasks of existing MDD processes. To overcome this, end-users should be provided with different modeling languages that use concepts, which fit their particular skills, context and needs. This challenge is the main goal of this thesis, which is addressed by combining the End-user Development and the Model-Driven Development fields. This work starts with the involvement of end-users into the modeling tasks using a tool-supported visual modeling language that allows end-users to select and customize system features of pervasive systems using closer concepts for them. Afterwards, this thesis shows the necessity of enriching existing MDD processes for supporting the development of a new generation of software systems (e.g., smart health) that require expertise in a variety of domains. Consequently, different types of users (e.g., scientists, engineers and end-users) must actively participate in the description of model fragments that depend on their expertise using a different modeling language. Thus, users are able to collaborate to obtain a unified system description. At this point, it becomes necessary to provide mechanisms that transforms models fragments from one modeling language to another, delimits which model fragments are described by a different user, and integrates those model fragments. To provide this, the presented approach encompasses variability management in a novel way to enable collaborative modeling by supporting both the selection of model fragments of the system that may be described using a different modeling language, and the integration of those model fragments once they are described. Furthermore, interoperability mechanisms bridge two different modeling languages in a non-intrusive way with the structure of models by transforming the description of gaps. Thus, our proposal could enrich models of existing MDD processes with model fragments that have been described using a different modeling language, which could make users feel confident to adopt models for describing domain-specific content and could help to adopt MDD processes. The proposal has been validated in three case studies from different levels of complexity and domains: smart home systems, web information systems, and biomechanical protocols. The results have proven the applicability and feasibility of our approach to actively involve different types of users (end- users with software professionals, domain experts with software development experts, and doctors with biomedical engineers, respectively) in model descriptions of existing MDD processes using a different modeling language. / [ES] En el Desarrollo de Software Dirigido por Modelos (DSDM) los modelos son la piedra angular del proceso de desarrollo de software, desplazando así al código fuente como artefacto principal. Aunque este enfoque centrado en modelos ofrece ventajas sobre el desarrollo de software tradicional (por ejemplo, la generación de código de forma automática a partir de los modelos) no tiene el nivel de adopción esperado. La literatura científica revela un amplio acuerdo en el hecho de que los usuarios finales puedan ellos mismos desarrollar y adaptar los sistemas pero la complejidad de los estándares de modelado y la carencia de habilidades de modelado impide su participación activa en procesos DSDM existentes. Para lograrlo, los usuarios finales deben disponer de lenguajes de modelado diferentes con conceptos adaptados a sus habilidades, contexto y necesidades. Este desafío es el objetivo principal de esta tesis que se aborda combinando las ideas del desarrollo orientado al usuario final y el DSDM. Este trabajo comienza involucrando usuarios finales en tareas de modelado con una herramienta que les proporciona un lenguaje de modelado visual para seleccionar y personalizar características de un sistema pervasivo utilizando conceptos familiares para ellos. Después, esta tesis motiva la necesidad de enriquecer procesos de DSDM existentes para soportar el desarrollo de una nueva generación de sistemas software (por ejemplo, salud inteligente) que requieren conocimientos especializados en una variedad de dominios. Consecuentemente, diferentes tipos de usuarios (por ejemplo, científicos, ingenieros y usuarios finales) deben participar activamente en la descripción de fragmentos de modelos que dependen de su experiencia utilizando un lenguaje de modelado diferente. De este modo, los usuarios pueden colaborar para obtener una descripción del sistema unificada. En este punto, es necesario proporcionar mecanismos que transformen e integren los fragmentos de un lenguaje de modelado a otro y delimiten qué fragmentos se describen por un usuario diferente. Para proporcionar esto, la propuesta presentada utiliza la gestión de variabilidad de forma novedosa para permitir modelado colaborativo seleccionando fragmentos de un modelo del sistema que pueden ser descritos utilizando un lenguaje de modelado diferente y, la integración de esos fragmentos una vez que hayan sido descritos. Además, la propuesta utiliza mecanismos de interoperabilidad para conectar dos lenguajes de modelado diferentes transformando la descripción de los fragmentos de una manera no invasiva con su estructura. Por tanto, nuestra propuesta puede enriquecer los modelos de procesos DSDM existentes con fragmentos de modelos que han sido descritos con un lenguaje diferente y esto, podría hacer que los usuarios se sientan seguros al adoptar modelos para describir contenido de dominio específico y podría ayudar a adoptar procesos DSDM. La propuesta ha sido validada en tres casos de estudio con diferentes niveles de complejidad y dominios: sistemas para el hogar inteligente, sistemas de información web y protocolos biomecánicos. Los resultados han demostrado la aplicabilidad y viabilidad de nuestra propuesta para involucrar diferentes tipos de usuarios (usuarios finales con profesionales de software, expertos en el dominio con expertos en desarrollo de software y, médicos con ingenieros biomédicos, respectivamente) en descripciones de modelos de procesos DSDM existentes utilizando un lenguaje de modelado diferente. / [CAT] En el Desenvolupament de Programari Dirigit per Models (DPDM) els models són la pedra angular del procés de desenvolupament de programari, desplaçant així al codi font com a artefacte principal. Encara que aquest enfocament centrat en models ofereix avantatges sobre el desenvolupament de programari tradicional (per exemple, la generació de codi de forma automàtica a partir dels models) no té el nivell d'adopció esperat. La literatura científica revela un ampli acord en el fet que els usuaris finals puguen ells mateixos desenvolupar i adaptar els sistemes però la complexitat dels estàndards de modelatge i la falta d'habilitats de modelatge impedeix la seua participació activa en processos DPDM existents. Per a aconseguir-ho, els usuaris finals han de disposar de llenguatges de modelatge diferents amb conceptes adaptats a les seues habilitats, context i necessitats. Aquest desafiament és l'objectiu principal d'aquesta tesi que s'aborda combinant les idees del desenvolupament orientat a l'usuari final i el DPDM. Aquest treball comença involucrant usuaris finals en tasques de modelatge amb una eina que els proporciona un llenguatge de modelatge visual que permet als usuaris finals seleccionar i personalitzar característiques d'un sistema pervasiu utilitzant conceptes familiars per a ells. Després, aquesta tesi motiva la necessitat d'enriquir processos de DPDM existents per a suportar el desenvolupament d'una nova generació de sistemes programari (per exemple, salut intel¿ligent) que requereixen coneixements especialitzats en una varietat de dominis. Conseqüentment, diferents tipus d'usuaris (per exemple, científics, enginyers i usuaris finals) han de participar activament en la descripció de fragments de models que depenen de la seua experiència utilitzant un llenguatge de modelatge diferent. D'aquesta manera, els usuaris poden col¿laborar per a obtenir una descripció del sistema unificada. En aquest punt, és necessari proporcionar mecanismes que transformen i integren els fragments d'un llenguatge de modelatge a un altre i delimiten quins fragments es descriuen per un usuari diferent. Per a proporcionar açò, la proposta presentada utilitza la gestió de variabilitat de forma nova per a permetre modelatge col.laboratiu seleccionant fragments d'un model del sistema que poden ser descrits utilitzant un llenguatge de modelatge diferent i, la integració d'aqueixos fragments una vegada que hagen sigut descrits. A més, la proposta utilitza mecanismes d'interoperabilitat per a connectar dos llenguatges de modelatge diferents transformant la descripció dels fragments d'una manera no invasiva amb la seua estructura. Per tant, la nostra proposta pot enriquir els models de processos DPDM existents amb fragments de models que han sigut descrits amb un llenguatge diferent i açò, podria fer que els usuaris se senten segurs en adoptar models per a descriure contingut de domini específic i podria ajudar a adoptar processos DPDM. La proposta ha sigut validada en tres casos d'estudi amb diferents nivells de complexitat i dominis: sistemes per a la llar intel¿ligent, sistemes d'informació web i protocols biomecànics. Els resultats han demostrat l'aplicabilitat i viabilitat de la nostra proposta per a involucrar diferents tipus d'usuaris (usuaris finals amb professionals de programari, experts en el domini amb experts en desenvolupament de programari i, metges amb enginyers biomèdics, respectivament) en descripcions de models de processos DPDM existents utilitzant un llenguatge de modelatge diferent. / Pérez Pérez, MF. (2015). Achieving non-intrusive interoperability between models for involving users in modeling tasks [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/58429 / TESIS

[EN] The main objective of Doctoral Thesis "Modelling Concurrency in Distributed Multi-Agent Systems: Cooperating Automata" is the definition and extension of a model conceived to describe multi-agent systems that combines desirable features of the "Petri Nets" and "Automata Theory". Another goal is the definition of an automated analysis mechanism over the model in order to simplify those systems in subsystems to detect critical parts even before the end of the modelling phase. The last objective of the Doctoral Thesis is to develop some software tools in order to help designers with the edition, analysis and provide simulation of the systems modelled. The expressive power of the model of the Cooperating Automata (CA) when describing concurrent systems has been swoen as one of the contributions of the Thesis. The model has been compared with other similar proposals in the literature such as "Parallel Finite Automata", "Team Automata" and "Reference Nets". Some convertion algorithms between AC and these proposal has been presented also. Another contribution of the author is an extension of the original model, the Extended Cooperating Automata (ECA), which aims to improve usability and reduce the state diagram of automatons without sacrificing any of the desirable features of the original model. This extension has been defined adding clarity and readability to the resulting models and a more natural approach to represent common situations without the use of the full model of the Cooperative Automata because, in this case, some properties such as boundedness are undecidable. The ECA model expressive power is completely equivalent to the original model. However, systems modelled with ECA are quite simple compared to the same systems modelled with CA. The same translations between systems shown before are now simplified. And another conversion two-ways algorithm between CA and ECA has been also described. The complexity of new systems, and consequently their respective models, has been increasing constantly. In this sense, simplifying but also detecting problems as bottlenecks is crucial at early stages of the design. Doing so over the implementation or implantation phases may duplicate the budget of the whole construction of a given system. Some relations between ECA model parts has been defined in order to perform this authomatic analysis. i.e. Linking relation between an automaton and a transaction rule, Concurrency relation between two automata, and Competition relation between two transaction rules. These relations are defined with four levels of certainty from the weakest to the strongest. The weakest relations can be obtaied automatically at design time. An algorithm of calculus can be applied to these relations in order to identify different threads, critical parts of the system and even superfluous or unifiable elements. This analysis can be performed regardless of heuristic knowledge about the system. An example of this analysis (applied over a system where the names of rules, controllers, actions and statements have been coded to conceal this heuristic) has been included also. Finally, two software tools are presented, the first is a support system for modeling with ECA, which guides the designer with the description of the different parts that comprise the model. It includes syntax check and also can perform the a priori analysis automatically during the design stage. This tool presents a report of the analysis results. The second tool is an extended simulator capable to simulate both AC systems as ACE. The simulator provide non-determinism choice of rules and/or automata during execution. / [ES] La Tesis Doctoral "Modelización de la concurrencia en sistemas distribuidos multiagente: autómatas cooperativos" tiene como objetivo final la definición y extensión de un modelo para la descripción de sistemas multiagente que aúne características deseables de las "Redes de Petri" y la "Teoría de Autómatas", así como la definición de un mecanismo automatizable de análisis sobre los sistemas descritos con este modelo que permite la simplificación de los mismos en sub-sistemas y la detección de partes críticas antes incluso de finalizar el modelado. También como objetivo se persigue dotar al sistema de un software de ayuda que automatice las partes de diseño, de análisis y de simulación de los sistemas descritos. Como aportaciones de la Tesis Doctoral se muestra la potencia expresiva del modelo de los Autómatas Cooperativos (AC) a la hora de describir sistemas concurrentes, además partiendo del modelo de los AC se realiza una comparativa de los mismos con otros modelos presentes en la literatura, como son los "Autómatas finitos Paralelos", los "Autómatas Team", y las "Redes de referencias", presentando en su caso mecanismos semiautomáticos de conversión entre los Automatas Cooperativos y ellos. En la Tesis Doctoral también se define una extensión del modelo original cuyo objetivo es de mejorar su usabilidad y reducir el diagrama de estados de los autómatas sin renunciar a ninguna de las características deseables del modelo original, pero añadiendo, sin embargo, mayor claridad y legibilidad a los modelos resultantes y una manera más natural de enfocar situaciones habituales sin necesidad del uso del modelo completo de los Autómatas Cooperativos dado que en este caso no hay decibilidad sobre determinadas propiedades como la de acotamiento. Los, así llamados, Autómatas Cooperativos Extendidos (ACE), cuya equivalencia expresiva con el modelo original es completa, permiten simplificar en gran medida y a tal efecto se muestran las simplificaciones resultantes en las conversiones entre sistemas desarrolladas anteriormente, así como un algoritmo de conversión entre el modelo AC original y el extendido. Una vez realizada la extensión se plantea la necesidad de realizar un análisis de los sistemas modelados identificando partes críticas y subprocesos durante las etapas más temprana del diseño y que este análisis fuera, dentro de lo posible, automático. Para realizar dicho análisis se definen formalmente las relaciones existentes entre las distintas componentes del modelo. Más concretamente las relaciones de vinculación entre autómatas y reglas, las de concurrencia de autómatas en reglas y las de competencia de reglas por autómatas. Dichas relaciones se definen con cuatro niveles de certidumbre siendo la más débil la que puede obtenerse automáticamente en tiempo de diseño. Una vez explicadas las relaciones propone un algoritmo de cálculo que permite identificar tanto los subprocesos, las partes críticas del sistema e incluso los elementos supérfluos o unificables, independientemente del conocimiento heurístico que sobre el sistema a modelar se tenga. Un ejemplo de este cálculo presenta sobre un sistema tipo donde los nombres de reglas, autómatas, acciones y estados han sido codificados para ocultar dicha heurística. Finalmente se presentan dos herramientas software, la primera es un sistema de ayuda para el modelado con los Autómatas Cooperativos Extendidos, que guia al diseñador en la descripción de las diferentes partes de las que consta el modelo verifica la sintaxis del mismo y parte de la lógica del mismo y a su vez permite realizar el análisis a priori antes mencionado de forma automática en cualquier momento del diseño, presentando un informe del resultado del mismo. La segunda es un simulador a su vez extendido para simular tanto sistemas AC como ACE y que permite el uso de no determinismo en la elección tanto de reglas como de autómatas. / [CAT] La Tesi Doctoral "Modelització de la concurrència en sistemes distribuïts multiagent: autòmats cooperatius" té com a objectiu final la definició i extensió d'un model per a la descripció de sistemes multiagent que uneix característiques desitjables de les "Xarxes de Petri" i la "Teoria d'Autòmats", així com la definició d'un mecanisme automatitzable d'anàlisi sobre els sistemes descrits amb aquest model que permet la simplificació dels mateixos en sub-sistemes i la detecció de parts crítiques abans fins i tot de finalitzar el modelatge. També com a objectiu es persegueix dotar al sistema de programes d'ajuda que automatitzen les parts de disseny, d'anàlisi i de simulació dels sistemes descrits. Com a aportacions de la Tesi Doctoral es mostra la potència expressiva del model dels Autòmats Cooperatius (AC) a l'hora de descriure sistemes concurrents, a més, partint del model dels AC, es realitza una comparativa dels mateixos amb altres models presents en la literatura, com són els "Autòmats finits Paral·lels", els "Autòmats Team", i les "Xarxes de referències", presentant si escau mecanismes semiautomàtics de conversió entre els Autòmats Cooperatius i ells. En la Tesi Doctoral també es defineix una extensió del model original que el seu objectiu és de millorar la seua usabilitat i reduir el diagrama d'estats dels autòmats sense renunciar a cap de les característiques desitjables del model original, però afegint, no obstant açò, major claredat i llegibilitat als models resultants i una manera més natural d'enfocar situacions habituals sense necessitat de l'ús del model complet dels Autòmats Cooperatius atès que en aquest cas no hi ha decibilidad sobre determinades propietats com la d'acotament. Els, així anomenats, Autòmats Cooperatius Estesos (*ACE), l'equivalència expressiva dels quals amb el model original és completa, permeten simplificar en gran mesura i a aquest efecte es mostren les simplificacions resultants en les conversions entre sistemes desenvolupades anteriorment, així com un algorisme de conversió entre el model AC original i l'estès. Una vegada realitzada l'extensió es planteja la necessitat de realitzar una anàlisi dels sistemes modelats identificant parts crítiques i sub-processos durant les etapes més primerenca del disseny i que aquesta anàlisi fora, en la mesura del possible, automàtic. Per a realitzar aquesta anàlisi es defineixen formalment les relacions existents entre les diferents components del model. Més concretament les relacions de vinculació entre autòmats i regles, les de concurrència d'autòmats en regles i les de competència de regles per autòmats. Aquestes relacions es defineixen amb quatre nivells de certitud sent la més feble la que pot obtenir-se automàticament en temps de disseny. Una vegada explicades les relacions proposa un algorisme de càlcul que permet identificar tant els *sub-processos, les parts crítiques del sistema i fins i tot els elements innecesaris o unificables, independentment del coneixement heurístic que sobre el sistema a modelar es tinga. Un exemple d'aquest càlcul presenta sobre un sistema tipus on els noms de regles, autòmats, accions i estats han sigut codificats per a ocultar aquesta heurística. Finalment es presenten dues eines software, la primera és un sistema d'ajuda per al modelatge amb els Autòmats Cooperatius Estesos, que ajuda al dissenyador en la descripció de les diferents parts de les quals consta el model verifica la sintaxi del mateix i part de la lògica del mateix i al seu torn permet realitzar l'anàlisi a priori abans esmentat de forma automàtica en qualsevol moment del disseny, presentant un informe del resultat del mateix. La segona és un simulador al seu torn estès per a simular tant sistemes AC com ACE i que permet l'ús de no determinisme en l'elecció tant de regles com d'autòmats. / Herrero Cuco, C. (2015). Modelización de la concurrencia en sistemas distribuidos multiagente: autómatas cooperativos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59442 / TESIS