Un coneixement en profunditat de l’estructura miocardíaca que enllacés la forma i la funció del cor aportaria un coneixement crucial per a estudis i procediments mèdics i de cirurgia clínica. Malgrat existeixen propostes de models clínics conceptuals de l’organització miocardíaca de les fibres, la manca d’una metodologia automàtica i objectiva ha evitat que s’arribés a un consens. Fins i tot amb l’ús de mesures objectives a partir de tècniques d’imatge moderna com la Ressonància Magnètica de Tensor de Difusió (RM TD), no s’ha arribat a cap acord pel que fa a l’arquitectura miocàrdia. La reconstrucció d’aquestes dades a partir d’streamlining s’ha establert com a una tècnica de referència per representar l’arquitectura cardíaca. Proporciona reconstruccions automàtiques i objectives a baix nivell de detall, però es queda curta a l’hora de donar interpretacions globals abstractes. En aquesta tesi presentem diverses noves tècniques de multiressolució aplicades com a metodologia que permeti produir representacions simplificades de l’arquitectura cardíaca, en combinació amb tècniques millorades d’streamlining adaptades a aquest nou entorn. D’altra banda, hem contribuït amb un marc de validació complet que va des de l’anàlisi local dels mètodes de preprocessament aplicats a les dades de la RM TD, i fins a una anàlisi global de les reconstruccions tractogràfiques en el marc de multiressolució. Aquesta validació es basa tant en la quantificació de la coherència anatòmica dels teixits musculars, com en la confiança en la reconstrucció basada en el mateix principi. Hem dut a terme experiments de reconstrucció de bases de dades de RM TD de cors canins provinents de la base de dades pública de la Universitat Johns Hopkins. El nostre enfocament produeix un conjunt reduït de trajectòries que representen les principals característiques geomètriques de l’estructura anatòmica del miocardi. Aquesta metodologia i avaluació permet l’obtenció de representacions validades de les principals característiques geomètriques de les trajectòries de les fibres, facilitant desxifrar les principals propietats de l’organització arquitectural del cor. La geometria de les fibres es preserva a través de reduccions, fet que valida el model simplificat per a la interpretació de l’arquitectura cardíaca. En l’anàlisi del rendiment de les nostres representacions gràfiques, hem detectat correlació a baix nivell de detalls de l’arquitectura miocardíaca, així com també en la conceptualització més abstracta cap a una distribució helicoïdal i contínua de les fibres del miocardi ventricular. L’anàlisi objectiva de l’arquitectura del miocardi mitjançant un mètode automàtic, incloent-hi el miocardi al complet, i utilitzant diversos nivells de complexitat en 3D, mostra una distribució contínua i helicoïdal de les fibres miocardíaques tant al ventricle dret com a l’esquerre, donant suport al model anatòmic del la banda helicoïdal ventricular miocàrdia descrita pel Dr. F. Torrent-Guasp. / Deep understanding of myocardial structure linking morphology and function of the heart would unravel crucial knowledge for medical and surgical clinical procedures and studies. Several clinically procured conceptual models of myocardial fiber organization have been proposed, but the lack of an automatic and objective methodology prevented an agreement. Even with the use of objective measures from modern imaging techniques as Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging (DT-MRI), no consensus about myocardial architecture has been achieved so far. Reconstruction of these data by means of streamlining has been established as a reference technique for representing cardiac architecture. It provides automatic and objective reconstructions at low level of detail, but falls short to give abstract global interpretations. In this thesis, we present a set of novel multi-resolution techniques applied as a methodology able to produce simplified representations of cardiac architecture in combination with improved streamlining techniques tailored for this environment. Besides, we have contributed a complete validation framework that goes from local analysis of pre-processing methods applied to DT-MRI data, to global analysis of tractographic reconstructions in the multi-resolution framework. This validation is both based on the quantification of anatomical coherence of muscular tissues and reconstruction confidence based on the same principle. We performed experiments of reconstruction of unsegmented DT-MRI canine heart datasets coming from the public database of the Johns Hopkins University. Our approach produces reduced set of tracts that are representative of the main geometric features of myocardial anatomical structure. This methodology and evaluation allow the obtention of validated representations of the main geometric features of the fiber tracts, making easier to decipher the main properties of the architectural organization of the heart. Fiber geometry is preserved along reductions, which validates the simplified model for interpretation of cardiac architecture. On the analysis of the output from our graphic representations, we found correlation with low-level details of myocardial architecture, but also with the more abstract conceptualization of a continuous helical ventricular myocardial fiber array. Objective analysis of myocardial architecture by an automated method, including the entire myocardium and using several 3D levels of complexity, reveals a continuous helical myocardial fiber arrangement of both right and left ventricles, supporting the anatomical model of the helical ventricular myocardial band (HVMB) described by Dr. F. Torrent-Guasp.

Els avanços en neurociència han portat el desenvolupament de models complexes de neurones artificials semblants a les seves contraparts biològiques. Aquests models han millorat la funcionalitat de les xarxes neuronals artificials i han aparegut noves aplicacions. No obstant, la complexitat dels nous models de neurones fa que la seva simulació sigui difícil i requereixi molt de temps i un elevat consum de potència. Aquests no són un problemes importants per aplicacions que no tenen restriccions de consum i en la complexitat del sistema com són la simulació de neurones naturals o la recerca de les diferents habilitats de les xarxes neuronals artificials. Però hi ha altres aplicacions, com les de temps real en sistemes portables, que requereixen sistemes ràpids, petits i de baix consum pels que la simulació de complexes neurones artificials no és una bona solució. Trobar una solució viable a aquest problema és l'objectiu d'aquest treball.Aquesta tesi descriu i analitza el model hardware d'una xarxa neuronal artificial basada en oscil.ladors acoblats que ha estat adaptada per ajustar-se als requeriments d'una realització VLSI i a la seva aplicació a tasques de segmentació d'imatge. Per reduir l'àrea ocupada i el consum de potència, les neurones modelades com oscil.ladors astables, es realitzen en un ASIC full-custom en lloc de ser simulades en una arquitectura hardware standard. La realització física de l'oscil.lador en lloc de simular-lo, permet al sistema portar a terme les mateixes tasques i reduir el consum de potència comparat amb el requeriments que necessita un ordinador per simular la xarxa.Primer, es modela un oscil.lador astable en mode corrent com a un integrador i un comparador amb histèresi. Després, s'utilitza aquest esquema per estudiar algebraicament i numèricament la sincronització d'oscil.ladors acoblats amb excitacions amb i sense inhibició i mismatch. Després, es repeteix l'anàlisi amb un model millorat que consta de dos integradors amb escales de temps diferents. Això ens permet simular els efectes secundaris com la capacitat de sortida de l'oscil.lador. A partir d'aquests resultats, s'estudia el comportament de matrius de una i dues dimensions d'oscil.ladors acoblats i després la xarxa és usada per segmentar imatges sintètiques.Basat en els resultats de l'anàlisi matemàtica, es dissenya una xarxa microelectrònica en un ASIC CMOS amb tecnologia 0.8µm i doble capa de polisilici. El circuit és descrit i simulat extensivament per tal de comprovar la seva funcionalitat com a element de segmentació. Després, els resultats experimentals validen la funcionalitat de la xarxa com a element de segmentació i confirmen la importància del efectes secundaris modelats en la secció de l'anàlisi matemàtica. Finalment, la tesi acaba amb una estimació del nivell de complexitat del procés i una comparació amb d'altres mètodes, exposa les conclusions i explora noves possibilitats en la realització hardware d'algorismes neuromorphics per a la segmentació.L'anàlisi matemàtica i les simulacions demostren que els oscil.ladors astables poden ser usats com a cel.les bàsiques per a xarxes de segmentació. També demostren que els retards deguts a la capacitat de sortida combinada amb el mismatch dels dispositius han de ser limitats per tal que la xarxa treballi correctament. La realització física del model de neurona basat en un oscil.lador no linial demostra que és possible realitzar físicament un sistema de segmentació més ràpid que la seva simulació en ordinadors molt més potents sense perdre funcionalitat.Noves línies de recerca són l'estudi en més detall dels mecanismes de sincronització amb acoblaments més febles combinat amb el mismatch dels dispositius, l'ús de comparador en mode corrent més ràpids de baix consum i l'ús d'imatges en nivell de grisos. / Advances in neurosciences have induced the development of complex models of artificial neurons closer to their biological counterparts. These models improved functionality of artificial neural networks and novel applications have appeared. Nevertheless, complexity of new neuron models makes their simulation difficult, and time and power consuming. This is not a major drawback for applications that have no restrictions on power consumption and system complexity as simulation of natural neurons or exploration of different abilities of artificial neural networks. But, there are other applications, as found in real time portable systems, that require fast and small systems and low power requirements for which simulating complex artificial neurons is not a good solution. Finding a feasible solution to this problem is the aim of this work.This dissertation describes and analyzes a hardware model of an artificial neural network based on coupled oscillators that have been adapted to fit VLSI requirements and its applications to scene segmentation tasks. To reduce area overhead and power consumption, neurons, which are modeled as astable oscillators, are implemented on a full custom ASIC instead of being simulated on a standard hardware architecture. The implementation of a physical oscillator instead of their simulation, allows the system to perform the same tasks and reduce power consumption compared to requirements needed for a computer to simulate the network.First, a current-mode astable oscillator is modeled as an integrator and a hysteresis comparator. Then, this scheme is used to study algebraically and numerically the synchronization of excitatory coupled oscillators with and without external inhibition and mismatch. After this, the analysis is repeated with an improved model composed of two integrators with different timescales. This allows us to simulate secondary effects as oscillator output capacitance. From these results, the behavior of one-dimensional and two-dimensional arrays of coupled oscillators is studied and then, the network is applied to synthetic image segmentation.Based on results of the mathematical analysis, a microelectronic network is designed on a double-poly 0.8µm CMOS ASIC. This circuit is described and extensively simulated to check its functionality as a segmentation layer. Then, experimental results validate the network functionality as a segmentation network and confirm the importance of secondary effects modeled in the mathematical analysis section. Finally, this dissertation ends with an estimation of the scheme complexity, compares it to other methods, sets out concluding remarks and explores future trends on implementation of neuromorphic segmentation schemes.Mathematical analysis and simulations demonstrate that astable oscillators can be used as basic cells of segmentation networks. They also demonstrate that delays due to cell output capacitance combined with device mismatch have to be limited below certain boundaries for the network to work properly. The physical implementation of a neuron model based on a non-linear oscillator demonstrates that it is possible to implement an oscillatory segmentation scheme that runs much faster that its simulated counterpart on powerful computers.Future lines of research are the deeper study of synchronization mechanisms with weaker coupling strength combined with device mismatch, the use of faster current comparators with low power consumption figures and the use of gray level input images.

La rápida evolución de la robótica esta promoviendo que emerjan nuevos campos relacionados con la robótica. Inspirándose en ideas provinientes de la psicología del desarrollo, la robótica del desarrollo es un nuevo campo que pretende proveer a los robots de capacidades que les permiten aprender de una manera abierta durante toda su vida. Hay situaciones donde los ingenieros o los diseñadores no pueden prever todos los posibles problemas que un robot pueda encontrar. Tal como el número de tareas que un robot debe hacer crece, este problema se vuelve más evidente, y las soluciones de ingenería tradicionales pueden no ser completamente factibles. En tal caso, la robótica del desarrollo proporciona una serie de principios y directrices para construir robots que tienen las herramientas cognitivas adecuadas a fin de adquirir el conocimiento necesario. Auto-exploración, aprendizaje incremental, scaffolding social e imitación. Todas son herramientas que contribuyen a construir robots con un alto grado de autonomía. Mediante la auto-exploración internamente motivada, un robot descubre lo que su cuerpo es capaz de hacer. Las técnicas de aprendizaje incremental permite que un robot tenga conocimiento listo al instante, a partir de construir estructuras cognitivas encima de otras más viejas. El scaffolding o andamiaje social y las capacidades de imitación permiten aprovechar lo que los humanos --- u otros robots --- ya saben. De esta manera, los robots tienen metas que perseguir y aportan, o bien un uso final para las habilidades aprendidas, o bien ejemplos de cómo lograr una determinada tarea. Esta tesis presenta un estudio de una serie de técnicas, las cuales ejemplifican cómo algunos de esos principios, aplicados a robots reales, funcionan juntos, permitiendo al robot aprender autónomamente a ejecutar una serie de tareas. También mostramos cómo el robot, aprovechándose de técnicas de aprendizaje activo e incremental, es capaz de decidir la mejor manera de explorar su entorno a fin de adquirir el conocimiento que mejor le ayuda a lograr sus objetivos. Ésto, añadido al descubrimiento autónomo de las limitaciones de su propio cuerpo, disminuye la cantidad de conocimiento especifico del dominio que es necesario poner en el diseño del sistema de aprendizaje. Primeramente, presentamos un algoritmo de aprendizaje incremental para Modelos de Mixtura de Gaussianas aplicado al problema de aprendizaje sensorimotor. Implementado en un robot móvil, el objetivo es adquirir un modelo que es capaz de realizar predicciones sobre los estados sensoriales futuros. Este modelo predictivo es reutilizado como substrato representacional, el cual sirve para categorizar y anticipar situaciones tales como la colisión contra un objeto. Después de un periodo extendido de aprendizaje, y habiendo encontrado situaciones diferentes, observamos que los modelos adquiridos se terminan siendo bastante grandes. Sin embargo, nos dimos cuenta que, en un momento dado, solo una pequeña porcion del mismo es utilizada. Además, estas areas son utilizadas consistentemente por un periodo relativamente largo de tiempo. Presentamos una extensión para el algoritmo de Regresión basado en Mixturas de Gaussianas, el cual aprovecha este hecho a fin de reducir el coste computacional de la inferencia. Las técnicas aquí presentadas fueron también aplicadas en un problema diferente y más commplejo: la imitación de una secuencia de notas musicales proporcionadas por un humano. Estas son producidas por un objeto musical virtual que es utilizado por un robot humanoide. El robot no solo aprende a utilizar este objeto, sino que también aprende sobre las limitaciones de su propio cuerpo. Ésto le permite entender mejor qué puede hacer y cómo puede hacerlo, subrayando la importancia de la influencia que el hecho de tener cuerpo tiene en la interacción del robot con su entorno y el tipo de estructuras cognitivas que se forman como consecuencia de este tipo de interacción. / The rapid evolution of robotics is promoting new robotics related research fields to emerge. Taking insights from developmental psychology, developmental robotics is a new field which aims to endow robots with capabilities that enable them to life-long learning in an open-ended way. There are situations where engineers or designers cannot foresee all the possible problems a robot may encounter. As the number of tasks that a robot must do grows, this problem becomes more evident and traditional engineering solutions may not be entirely feasible. In that case, developmental robotics provides a series of principles and guidelines to construct robots which have the adequate cognitive tools in order to acquire the necessary knowledge. Self-exploration, incremental learning, social scaffolding or imitation. All are tools which contribute to build robots with a high degree of autonomy. By means of internally motivated self-exploration, a robot discovers what its body is able to do. Incremental learning techniques enable a robot to have ready-to-use knowledge by building new cognitive structures on top of old ones. Social scaffolding and imitation capabilities allows taking advantage of what humans --- or other robots --- already know. In this way, robots have goals to pursue and provide either an end use of learned skills or examples on how to accomplish a given task. This thesis presents a study of a series of techniques which exemplify how some of those principles, applied to real robots, work together, enabling the robot to autonomously learn to perform a series of tasks. We also show how the robot, by taking advantage of active and incremental learning, is able to decide the best way to explore its environment in order to acquire knowledge that best helps in accomplishing its goals. This, in addition to the autonomous discovery of its own body limitations, leverages the amount of domain specific knowledge that needs to be put in the design of the learning system. First and foremost, we present an incremental learning algorithm for Gaussian Mixture Models applied to the problem of sensorimotor learning. Implemented in a mobile robot, the objective is to acquire a model which is capable of making predictions about future sensory states. This predictive model is reused as a representation substrate which serves to categorize and anticipate situations such as the collision with an object. After an extended period of learning, and having encountered different situations, we observed that the acquired models become quite large. However, we realized that, at any given time, only small portions of it are used. Furthermore, these areas are consistently used over relatively long periods of time. We present an extension to the standard Gaussian Mixture Regression algorithm which takes advantage of this fact in order to reduce the computational cost of inference. The techniques herein presented were also applied in a different and more complex problem: the imitation of a sequence of musical notes provided by a human. Those are produced by a virtual musical object which is used by a humanoid robot. The robot not only learns to use this object, but also learns about its own body limitations. This enables it to better understand what it is able to do and how, highlighting the importance of embodiment in the interaction of a robot with its environment and the kind of cognitive structures that are formed as a consequence of this type of interaction.

El objetivo de esta tesis es de determinar la calidad de las condiciones de parada existentes para terminar un Algoritmo Evolutivo cuando llegue a su un estado estacionario. Un Algoritmo Evolutivo es una técnica iterativa basada en poblaciones de individuos e inspirada en las reglas de la evolución natural para encontrar (o explorar) el conjunto de puntos, en un espacio de búsqueda, que mejor se ajustan a una situación dada de acuerdo con una función de coste. Delante de cualquier problema, en prácticamente todas las situaciones, se necesita explorar un conjunto de posibles soluciones donde cada una de ellas se puede evaluar. Por tanto, los Algoritmos Evolutivos se pueden entender como una técnica de optimización si tenemos una función de coste que determine la bondad del ajuste. Como para cualquier técnica iterativa, es esencial disponer de un criterio de parada. En el caso de los métodos de optimización, el algoritmo habría de parase en el momento en el que ha llegado a su estado estacionario y por tanto ya no se podrán mejorar los resultados. Determinar la fiabilidad de las condiciones de parada de un algoritmo evolutivo es de gran importancia. Un criterio de parada débil o equivocado puede afectar negativamente tanto al esfuerzo computacional como al resultado final. En esta tesis introducimos un marco estadístico para determinar cuándo una condición de parada es capaz de parar el Algoritmo Evolutivo en el momento en el que llegue a su estado estacionario. Por una parte, se presenta una aproximación numérica a los estados estacionarios para detectar el momento en el cual la población de individuos del algoritmo evolutivo ha perdido su diversidad. Esta aproximación se ha aplicado a diferentes métodos de computación evolutiva que están basados en la diversidad y a una selección de funciones que cubren las propiedades más relevantes respecto a la convergencia de los algoritmos evolutivos. Los experimentos muestran que la condición presentada funciona independientemente de la dimensión del espacio de búsqueda y del perfil de la función de coste. También muestran que el método Differential Evolution (DE) figura como el mejor paradigma entre los algoritmos evolutivos para aplicar el método de parada. Por otra parte, utilizamos un modelo de regresión lineal para determinar los requisitos que aseguran que una medida derivada de la población evolutiva del algoritmo evolutivo está relacionada con la distancia al óptimo en el espacio de búsqueda. El marco teórico presentado se analiza para diferentes funciones de un conjunto de funciones marco y para dos criterios de parada estándar basados en la mejora del valor de la función de coste y en la distribución en el espacio de búsqueda de la población de individuos para cada método de los algoritmos evolutivos. Los resultados validan el marco estadístico presentado como una buena herramienta para determinar la capacidad de una medida para parar el algoritmo evolutivo y selecciona la medida basada en la distribución de la población como la más conveniente para aplicaciones en casos reales. / The goal of this Thesis is assessing the quality of existing stopping conditions for terminating Evolutionary Algorithms at its steady state. An Evolutionary Algorithm (EA) is an iterative population based technique based on natural evolution rules principles to find (or explore) in a given search space the set of point that best fits a given real situation according to a cost function. When a problem is presented in practically all situations, an exploration of a set of possible solutions is needed and for each possible solution its goodness is valuable. EAs can be viewed as an optimization technique if a function is given. As any iterative technique, a stop criterion for terminating EA numeric implementation is mandatory. In the case of optimization methods, the algorithm should stop at the time it has reached a steady state so it can not improve results anymore. Assessing the reliability of termination conditions for evolutionary algorithms is of prime importance. A wrong or weak stop criterion can negatively affect both the computational effort and the final result. In this Thesis, we introduce a statistical framework for assessing whether a termination condition is able to stop EA at its steady state. In one hand a numeric approximation to steady states to detect the point in which EA population has lost its diversity has been presented for EA termination. This approximation has been applied to different EA paradigms based on diversity and a selection of functions covering the properties most relevant for EA convergence. Experiments show that our condition works regardless of the search space dimension and function landscape and Differential Evolution (DE) arises as the best EA paradigm. On the other hand, we use a regression model in order to determine the requirements ensuring that a measure derived from EA evolving population is related to the distance to the optimum in x-space. Our theoretical framework is analyzed across several benchmark test functions and two standard termination criteria based on function improvement in function space and EA population x-space distribution for the DE paradigm. Results validate our statistical framework as a powerful tool for determining the capability of a measure for terminating EA and select the x-space distribution as the best-suited for accurately stopping DE in real-world applications.

Investigación teórico-practica que surgió a partir de la necesidad que se observó de la carencia de material gráfico que permita la inclusión de las personas con ceguera al mundo de la imagen. Se procuró comprender el porqué la imagen se ha ido configurando sólo como una prerrogativa de los que tienen sano el sentido de la visión. Al introducirse en el mundo de la ceguera, se descubrió que la naturaleza icónica de los objetos no es tan sólo un recurso a percibir a través de los ojos, sino que también por el tacto. La búsqueda se centro en el espacio "no-visual", él que nos ha traído a la mano la demostración de que el «ver» de las personas que padecen ceguera no es una facultad que dependa de la luz, sino que de los objetos. De tal descubrimiento se deriva nuestra certeza de que el acto de "ver" no es una prerrogativa de la percepción visual, con lo cual inmediatamente se expanden, por lo menos en nuestro ámbito, los límites teóricos y productivos del diseño gráfico y de la comunicación del entorno visual. Se presenta una introducción a una teoría de la imagen táctil, su coherencia con la teoría general de la imagen y con algunas teorías de la percepción del mundo visual, especialmente en el marco de la biología y de las teorías del conocimiento que permiten dar una explicación científica al fenómeno del "ver con las manos". Se dan a conocer el estudio teórico y empírico que permitieron la elaboración tanto a nivel conceptual como práctico de un modelo o canon constructivo de la imagen táctil y de una naciente retórica del signo icónico táctil, que responden a las competencias propias de la modalidad háptica y del acto del conocer a través de las superficies de los objetos basado en la teoría de cálculo de Marr (ciencias cognitivas) y de la teoría ecológica de la percepción de Gibson. Además de obtener un marco teórico que sostiene la hipótesis de la preexistencia de la imagen táctil como un fenómeno icónico al servicio del conocimiento y la comunicación, se planteó un problema humano como un problema de diseño, en lo específico, una aproximación empírica al proceso de «traducción» de la información visual en un lenguaje gráfico táctil capaz de "graficar táctilmente" las propiedades espaciales de los objetos. La percepción del mundo visual por las personas con ceguera avala la tesis de la capacidad interpretativa del ser vivo en torno a la nueva mirada del fenómeno del conocer, demostrada en el operar biológico del organismo como totalidad, como una dificultad de "acoplamiento estructural" entre el sujeto y su medio cultural y no por la manifestación aislada de la representación visual, con énfasis en la Teoría del Conocimiento y desde los equipajes fisiológicos que cada ser humano posee, desde su «particular punto de vista». Un modo de aproximarse a las diferentes maneras como las personas, en este caso las personas con ceguera, acceden al fenómeno del conocimiento y en el cómo logran representarse los distintos escenarios con los cuales conviven diariamente. Finalmente se desarrollo un canon o modelo para la elaboración de las imágenes táctiles en el cual se formula un incipiente lenguaje representacional propio de la naturaleza táctil, con ello una sintaxis acorde a esta modalidad perceptual y una naciente retórica del signo icónico táctil. La propuesta incluye un modo de producción de matrices asistido por tecnología digital y la presentación de una nueva aplicación como producto final de las láminas para tocar. La investigación tiene resultados concretos que son asociables con las iniciativas europeas de Diseño para todos. / The theoretical and practical research is centered in the "non-visual," who has brought to us the demonstration that "See" for people who suffer from blindness it does not depend on the light, but the objects. From this discovery we know that the act of "seeing" is not a prerogative of visual perception, which immediately spread, at least in our area, the theoretical limits of graphic design and production and communication of visual environment.The investigation has strong evidence base, however the most significant is that from the experience of the blind embossed with the chart we approach a new reality for the image, along with creating a canon of construction of the tactile picture and recording semiology of an a tactile iconic symbol.This thesis provides an introduction to a theory of tactile image, their consistency with the general theory of the image and with some theories of visual perception of the world, especially in the context of biology and theories of knowledge that can be given an explanation science to the phenomenon of "see with their hands." There is awareness of the theoretical and empirical study that led to the development both conceptual and practical model of a canon of constructive tactile image of a nascent rhetoric of the iconic tactile sign that respond to the modality and haptic and the act of knowing through the surfaces of objects based on the theory of calculating Marr (cognitive sciences) and the ecological theory of perception of Gibson. The proposal includes a method of producing a matrix assisted by digital technology and the introduction of a new application as a final product of the slides to touch. The investigation has concrete results that are associated with the initiatives of European Design for All.

En este trabajo he buscado desentrañar la labor realizada por antecesores de los diseñadores y los principales impulsores de la cultura mexicana durante los primeros 25 años de vida del México independiente. He querido explicarme a mi misma cómo se afrontaba el diseño editorial en aquel entonces. Cómo se verá en el trabajo, éste fue el momento fundacional para un sector que empezó a caminar sobre nuevas bases empresariales.Al plantear la investigación, justo me dí cuenta que eran muchos los factores que podían influir en el diseño de libros. Fue una opción muy importante el hecho de tener en cuenta y analizar cómo era la demanda del material editorial e impreso, comprender los motivos socioculturales y económicos que provocaban un aumento de la demanda suficiente como para justificar la puesta en marcha de todo un sector productivo determinado. / In this paper I have sought to unravel the work of predecessors of the designers and the key drivers of Mexican culture during the first 25 years of independent Mexico. I wanted to explain to myself how editorial design faced then. I will be at work, he was the founding moment for an industry that started off on a new basis business. By asking the research that I realized just were many factors that could influence the design of books.It was a very important option having in mind and analyze what was the demand publishing and printed material, understanding the sociocultural and economic reasons that caused an increase in demand enough to justify the launching of an entire sector specific productive.

La recerca duta a teme en aquest treball és una anàlisi dels escrits de William Morris coneguts com les primeres conferències ("The early lectures") o, també, conferències Pre-socialistes. Són una sèrie d'assaigs escrits per Morris en el curt període de temps des que dictà la primera conferència, el desembre del 1877, i el seu ingrés en und organització socialista, el gener del 1883. Aquest és un període particularment important en el desenvolupament personal de Morris. Es l'època en què emprèn una sèrie d'activitats d'interés públic entre les que es compta la militància política en el Partit Liberal. Hai no s'ha donat excessiva importància a aquesta fase liberal de la seva vida. Ell mateix la va minimitzar qualificant-la de "such a brief period of political radicalism". Ara bé, la peculiaritat del període apareix en confrontar l'inici amb la fi del mateix: el dissenyador-poeta vinculat al Pre-Rafaelisme es convertirà en un actiu militant socialista. Atès que Morris no descobrí l'obra de Marx fins després d'ingressar al partit, havia d'arribar al socialisme a través d'un procés personal en el qual seria determinant el desenvolupament de les seves pròpies idees. Lògicament, aquestes s'havien anat formant al llarg de tota la seva vida però no cristal.litzaren en un pensament coherent fins que va exposar-les en les conferències. Resseguir el procés intel.lectual de Morris en aquests textos és l'objecte d'aquest treball.El caràcter formatiu d'aquests escrits apareix en considerar el tò polèmic que tenen. En ells, Morris no només reflexiona sobre la seva pròpia obra, sobre les seves experiències com a dissenyador i director d'una empresa d'èxit, o sobre els criteris artístics i tècnics que per la mateixa època adoptava a "Morris & Co." fins convertir el taller d'artesania artística originari en una fàbrica de productes per al parament domèstic; en ells, doncs, Morris també considera, aprova o rebat les idees que sobre els mateixos fenòmens havien defensat altres autors de l'època. No és difícil trobàr referències a autors tan diversos com els poetes romàntics, Dickens, Carlyle, Ruskin, Mill, Arnold, Rossetti, Webb o els principals representants del moviment esteticista. A través de la confrontació amb tots ells, Morris corrobora i exposa les seves conviccions més arrelades. Inevitablement, la reflexió de Morris en aquesta època adquireix un caràcter de síntesi de múltiples i variades influències provinents del moment històric que va viure. És precisament aquesta síntesi la que determina l'originalitat filosòfica de Morris tant en el context victorià com en la tradició del pensament socialista. Per tant, l'objectiu de la tesi és el de comprendre l'amplitud i el procés d'aquesta síntesi.El treball s'estructura en base als següents criteris d'investigació: 1) Comparar constantment el pensament de Morris amb el dels seus contemporanis; 2) Utilitzar la referència cronològica per situar les vies d'influència rebudes i el període d'actuació d'aquestes; 3) No separar mai ni en l'anàlisi ni en l'exposició la teoria estètica de la teoria política; 4) Contrastar sempre que sigui possibIe el procès teòric de Morris amb la seva labor pràctica partint del supòsit que la seva llarga experiència professional va influir per força en la formació del seu pensament.Quant a la relació de Morris amb els seus contemporanis destaca, en primer lloc, el deute inconfessat que té respecte de Mill. Aquest li ofereix el contrapunt ideològic necessari per revisar Ruskin i poder distanciar-se d'ell. Detot, és probablement el contingut epicureísta de Mill el que Morris recolli en la seva concepció de l'estètica, cosa que li permeté rebutjar el moralisme purità i el sensualisme sense sortida en què havia caigut el segon Ruskin. Punts de contacte similars apareixien en la reflexió ètica i en la visió de la societat. La manca de referències explícites a Mill fan pensar que aquesta influència sigui deguda a les seves activitats polítiques en el Partit Liberal. Pel que fa al seu pensament general, una característica sorprenent és la immediatesa pràctica i l'actualitat de la majoria de qüestions abordades. Sovint són propostes de solució a necessitats molt concretes del moment. Des del fenomen de la moda en la creació d'objectes d'ús o la difusió dels criteris de noetat en la societat industrial, el problema de l'originalitat creativa de l'artista i el seu grau de compromís moral amb l'obra, l'opció del revival artístic o l'actitud eclèctica front a l'herència històrica, el valor de la tradició o la importància del coneixment del passat, tot eren qüestions de la màxima importància en el panorama artístic de finals de segle. Resulta especialment significativa la reflexió entorn l'incipient fenomen de l'avantguarda implícita en la seva defensa de l'art popular. Aquí, la teoria morrissiana de l'art esdevé una de les primeres i rares crítiques fetes a l'experiència avantguardista des d'una perspectiva progrrssista. Així, les principals reserves de Morris suposen un intent per evitar la compartimentació de la producció cultural en nivells oposats entre sí. Per a ell, l'existència d'una cultura de segona fila -o cultura de masses- està implícita en el mateix concepte d'avantguarda: és l'altra cara de la moneda. D'altra banda, si es té en compte la seva concepció de la bellesa, Morris resulta ser un dels pocs pensadors socialistes que no dubta en condemnar amb igual èmfasi l'avantguarda i el realisme, especialment si aquest és didàctic. De tota manera, el veritabIe objecte de reflexió no és per a Morris el món de l'art sinó totes aquelles activitats dedicades a subministrar els estris necessaris per a l'ofici de viure. Per això, el seu pensament és fonamentalment una teoria del disseny. En el seu cas, però, l'objecte d'estudi determina a més les línies d'investigació compreses en el seu programa. D'aqui la necessitat morrissiana d'incloure en la teoria estètica l'anàlisi dels fenòmens socials i econòmics que intervenen en el procés de disseny. Això també explica perquè en aquest estadi de Ia reflexió Morris mai no va requerir de la teoria econòmica. Des de bon començament havia entès el disseny com un nexe entre producció i consum i, coherentment, conduí la recerca en ambdues direccions. És doncs el concepte de disseny el que informa la seva comprensió de la realitat social victoriana i del sistema capitalista de producció. En l'estudi de la producció, Morris és conegut sobretot per la crítica a les formes del treball en la ind~stria i per la denúncia de l'alienació però és també important l'anàlísi dels diversos raonaments tècnics que regeixen l'avenç tecnlògic en aquest sistema. Això no suposa oposar-se a la màquina en general sinó a l'ús capitalista de la mateixa. En l'àmbit del consum, la reflexió de Morris pren en consideració les formes de vida victorianes, els costums burgesos i els hàbits consumistes comparant-Ios amb el model de veritable comfort. Per tot això, el pensament de Morris és ja en aquesta època una teoria de la vida quotidiana, possiblement una de les més reexides en la tradició socialista de pensament. / The Doctoral Dissertation "About the Formation of William Morris's Thought" is a study of Morris's theoretical process through his early lectures (also known as Pre-Socialist lectures). This is an ensemble of essays written by Morris before he joined the D. F. in January 1883. The aim of the analysis is to found the philosophical basis of his already acknowledged originality as a thinker both in the Victorian context and in the Socialist tradition. The research is conducted from the following starting points: 1st.) Morris's choice to become a socialist at the end of "such a brief period of political radicalism" is the result of the development of his ideas, since he didn't known of Marx and other socialist thinkers till he joined a Socialist party. 2nd.) Morris's ideas are during all this period a synthesis of a lot of different influences coming from the cultural atmosphere he lived in; that's why the dissertation starts with a general overhaul of the principals and most influent thinkers of the Victorian era in several feels. 3rd.) Morris's own experiences as an artist, designer and the manager of a firm of a great commercial success are another important source of influence in the development of his thought. 4th) His aesthetic theory and his political understanding of Victorian society are not linked up one to other but this connection is established by his own subject matter, this is the common things of everyday life; this is the reason why Morris's aesthetic theory is always considered a theory of design or, historically, of decorative arts. 5th.) There is a unity in all Morris's work that explains the apparent inconsistencies existing when his practice as designer, his technical options as manager and his ideas on design matters are compared. 6th.) Morris was a real industrial designer in the now-a-days sense of the word.

La Tesis doctoral plantea cinco enfoques para determinar aquellas capacidades que hacen que el mobiliario destinado a colectividades y en concreto de espacios de trabajo tenga la capacidad de adaptarse a varias situaciones, usos y espacios. Por ello la investigación muestra en primer término: la necesidad de cambio y los momentos en la que esta aparece en un espacio de trabajo operacional. En segundo lugar: la capacidad modular que tienen los objetos, entendiendo esta como una propiedad esencial para la adaptabilidad. Un tercer enfoque, donde a partir de la elaboración de una base de datos con los programas de los principales fabricantes de mobiliario de oficina de este país se determinan sus capacidades de adaptabilidad. Una base de datos abierta de 274 referencias a partir de la cual se podrán en un futuro introducir los campos de estudio que se consideren necesarios. En cuarto lugar la tesis propone un modelo de zonificación de los espacios de trabajo no asistencial del Hospital Sant Joan de Déu de Barcelona, que da respuesta a la demanda de innovación expuesta por el propio hospital en el contexto del programa dRD del Barcelona design innovation cluster. Finalmente la investigación concluye con un manual para el diseño de mobiliario adaptable, donde se resumen un conjunto de características para dotar al mobiliario de la capacidad de adaptarse a varias situaciones y espacios. Una investigación vinculada a la producción en el marco del diseño de mobiliario y zonificación de espacios de trabajo.

Desde hace varias décadas los robots industriales han demostrado su eficiencia para tareas desarrolladas en entornos perfectamente conocidos. No obstante, surgen importantes complicaciones operativas en entornos limitadamente conocidos, y esto dificulta de manera considerable su uso en muchas áreas de interés, limitando la expansión de la robótica. Esta tesis pretende aportar una pequeña contribución a este vasto problema y, para ello, focaliza su estudio sobre un problema concreto: la manipulación robotizada de objetos deformables. La operación sobre objetos rígidos no está exenta de problemas, muchos de ellos derivados de información imperfecta, pero al menos se sabe que la forma de estos objetos permanecerá inalterable cuando se los manipule. Es por ello que el trato con objetos deformables requiere abordar el problema desde una nueva perspectiva que pasa, necesariamente, por el uso de algún modelo del objeto que aporte información sobre su forma en función de la actuación del robot. Las dificultades surgen fundamentalmente por dos motivos: el modelo no es perfecto y la actuación del robot no es totalmente conocida. Esto obliga al uso de información externa con la que poder corregir ambas deficiencias, pero con ello tampoco queda resuelto el problema dado que esa nueva información tampoco es perfecta. Esta tesis aborda el problema de conseguir una buena información sobre la forma de una membrana de caucho natural fijada a una plataforma circular, cuando se la somete a una manipulación robotizada. Para ello se ha diseñado, implementado y validado el modelo exponencial de masas y muelles sobre el que se ha llevado a cabo un completo estudio del comportamiento de la membrana ante diferentes actuaciones del robot. A partir de ahí, y haciendo uso de información sensorial de fuerza, par y visión estereoscópica, se han diseñado, implementado y validado un conjunto de algoritmos de integración sensorial basados en el filtro de partículas y en la fusión probabilística, con los que se ha conseguido obtener una información de suficiente calidad como para operar debidamente. / Industrial robots have proven their efficiency for several decades, when they operate in perfectly known environments. However, significant operational complications arise in limitedly known environments, and this difficult significantively its use in many areas of interest, hindering its expansion. This thesis aims to make a small contribution to this vast problem and, for this reason, the study focuses on a specific problem: the robotic manipulation of deformable objects. The operation on rigid objects is not exempt of problems. Many of them arise from an operation with non-perfect information, but at least we know that the shape of these objects remains unchanged when they are handled. But the handling of deformable objects requires the addressing of the problem from a new perspective, which necessarily needs the use of some object model that provides shape information based on the operation of the robot. The fundamental problem arises for two reasons: the model is not perfect and the operation of the robot is not fully known. This requires the use of independent information with which to correct both deficiencies, but even so, the problem is not totally solved because the new information is not perfect. This thesis addresses the problem of getting a proper information about the shape of a natural rubber membrane attached to a circular platform, when such membrane is subjected to a robotic manipulation. To address such problem, the exponential mass-spring model has been is designed, implemented and validated. A complete study has been made about the behavior of the membrane at different operations of the robot. Thereafter, making use of information obtained from force, torque and stereoscopic vision sensors, we have designed, implemented and validated a set of sensory integration algorithms. Such algorithms are based on particle filter and the probabilistic fusion, and it have allowed to obtain an information of sufficient quality to operate properly.

Wind power has emerged as one of the most promising renewable energy sources. The very penetration levels of wind energy in power systems have altered several aspects of power system operation, such as system stability. Owing to the large penetration of wind power, transmission system operators (TSOs) have established special grid codes for wind farms connection. These grid codes require wind farms to provide ancillary services to the grid such as frequency and voltage regulation. In the near future, the capability of damping power system oscillations will be required. As a result of the development of such requirements, the concept of wind power plant (WPP) arises being de ned as a wind farm which is expected to behave similarly to a conventional power plant in terms of power generation, control and ancillary services. As future grid codes will require power oscillation damping contribution from wind power, the thesis is mainly focused on the analysis of the power system stabilizer (PSS) capability of wind power plants. The change produced by wind power plants based on di erent wind turbine technologies on power system small signal dynamics is analysed to determine their possible contribution to damp oscillations. The eff ect of the distance from the tie line to the wind power plant on the controller response and the influence of wind power plants proximity to synchronous generators are demonstrated to be critical factors. At this point several questions are raised as: What are the most critical factors? How can be ensure a proper contribution, at least the best possible response? Can it be ensured to be independent to the power system and the controller selected? To answer these questions, this thesis conducts research on proper selection of input-output signal pairs to damp out electromechanical oscillations using wind power plants without drawing attention to a particular control design. This is necessary conclusions about the power system independently of a particular controller. The capability to damp is an intrinsic characteristic of the system and should not be a ected by a particular controller (PSS). Firstly, di erent analysis techniques are compared, considering both controllability and observability measures and input-output interactions. This enables recommendations to be drawn so as to the selection of the the best signal pairs to damp power system oscillations considering di erent approaches, such as single-input single-output (SISO) and multivariable control (MIMO). Second, a new criterion to select the best input-output signals used by a PSS based on WPPs is presented, considering explicitly local and remote signals in the analysis. Taking into account fundamental design limitations and using controllability and observability concepts, the criterion is able to identify the most suitable pair of input-output local signals without consider any particular controller. Finally, due to the increase of wind power generation - including o shore locations - and the concept of an interconnected Pan-European network, a new o shore wind power plant AC network similar in design to the European SuperGrid \SuperNode", is analyzed. The cost e ect of choosing a nonstandard operating frequency on the o shore AC network is investigated. As the o shore AC network is isolated from onshore networks through the use of HVDC links, it may be operated in an asynchronous fashion and at a suitable frequency. The cost associated with operating the network at a fixed frequency in the range 20 to 120 Hz is investigated, focusing on the frequency-cost-scalings of electrical devices (such as cables, transformers and reactive compensation) and the related o shore infrastructures, / L'energia e olica s'ha convertit en una de les fonts d'energia renovable m es prometedores. Actualment, l'elevat nivell de penetraci o de l'energia e olica a la xarxa el ectrica ha conduï t a la modi caci o del comportament de diversos aspectes d'aquesta, com per exemple, l'estabilitat. Degut a aquesta gran penetraci o, els operadors de xarxes de transmissi o (TSOs) han establert procediments d'operaci o especials per a la connexi o de grans parcs e olics. Aquests codis requereixen als parcs elics que realitzin serveis auxiliars al sistema el ectric com, per exemple, la regulaci o de freqü encia i la regulaci o de la pot encia reactiva. En un futur proper, la capacitat dels parcs e olics per esmorteir les oscil lacions del sistema de pot encia es requerir a (en l'actualitat ja existeixen esborranys de nous procediments d'operaci o que ho inclouen). A causa d'aquest requeriments, el concepte de central de generaci o d'energia e olica es de neix com un parc e olic que s'espera que es comporti de manera similar a una central de generaci o el ectrica convencional en termes de poder realitzar tasques tals com generaci o, control i serveis auxiliars. Ja que un futur requeriment dels operadors de xarxa ser a la contribuci o de l'energia e olica en l'esmorteiment de les oscil lacions de pot encia, en aquesta tesi s'estudia la capacitat de les centrals e oliques per actuar com estabilitzador dels sistemes el ectrics de pot encia. A m es a m es, s'analitza l'efecte de les centrals d'energia e olica al comportament din amic del sistema el ectric considerant l'estabilitat de petita senyal, per a determinar quina podr a ser la possible contribuci o proporcionada per aquestes tecnologies. S'ha estudiat que l'efecte de la dist ancia des d'el punt de connexi o amb la central d'energia e olica a la resposta del control estabilitzant i la influ encia de la proximitat de les centrals e oliques als generadors s ncrons s on factors cr tics. D'aquest fet surgeixen algunes preguntes com: Es aquest el factor m es cr tic? Com es pot assegurar una contribuci o adequada, si m es no la millor resposta possible, per ajudar a estabilitzar el sistema el ectric? Es poden asegurar quina ser a la contribuci o a l'estabilitat del sistema el ectric independentment de la xarxa i l'esquema de control escollit? Per respondre a aquestes preguntes, aquesta tesi ha realitzat investigacions sobre l'adequada selecci o de parells de senyals d'entrada-sortida per esmorteir les oscil lacions electromec aniques amb centrals e oliques evitant dissenyar el controlador i propossant met odes f acilment adaptables a qualsevol sistema el ectric. En primer lloc, s'han comparat diferents t ecniques d'an alisi tenint en compte tant les mesures de controlabilitat i observabilitat com les interaccions entre les senyals d'entrada i sortida. D'aquesta comparaci o, certes recomanacions es donen a l'hora de seleccionar els millors parells de senyals per esmorteir les oscil lacions del sistema el ectric de pot encia considerant diferents esquemes de control com ara entrada unica sortida unica (SISO) i control multivariable (MIMO). En segon lloc, s'ha proposat un nou criteri per seleccionar les senyals d'entrada i sortida utilitzades per un control estabilitzador per centrals d'energia e olica. On, a difer encia amb anteriors met odes de selecci o proposats, el criteri presentat considera expl citament tant senyals locals com senyals remotes dins el seu an alisi. Aquest criteri es capa c d'identi car la parella de senyals locals d'entrada i sortida m es adequada sense realitzar el disseny del controlador, considerant tant les limitacions fonamentals del disseny del controlador imposades per el sistema com els conceptes de controlabilitat i observabilitat. Finalment, a causa del augment de la generaci o d'energia e olica, principalment en localitzacions marines, i al concepte d'una xarxa el ectrica comuna Pan-Europea, s'ha realitzat l'an alisi d'un nou concepte de xarxa en corrent altern (AC) dins de les centrals d'energia e olica marina, amb un disseny similar al concepte investigat a la Super-Xarxa Europea \Supernode". En aquest treball s'ha investigat l'efecte que t e en els costos la tria una freqüencia nominal d'operaci o no est andard en dita xarxa en corrent altern. La xarxa en AC que es forma entre les turbines e oliques i el convertidor de transmissi o es aï llada tant de les xarxes terrestres per l' us d'enlla cos en corrent continu (HVDC) com de la pr opia de les turbines per el convertidor que porten incorporat. Aquest fet implica que aquesta xarxa pot ser operada sense sincronitzar a qualsevol freqüencia. En aquesta tesi, s'ha estudiat quin es el cost associat amb l'operaci o de la xarxa a una freqü encia fi xa dins del rang de 20-120 Hz, focalitzant principalment en l'escalat del costos dels diferents elements el ectrics (com ara cables, transformadors i compensaci o reatviva i infraestructures necessaris en instal lacions marines respecte la freqüencia.