Diseña un modelo de sistema utilizando el razonamiento basado en casos (RBC) como apoyo al médico, para diagnosticar enfermedades más comunes en pobladores de un centro rural, con la finalidad de paliar en parte las necesidades básicas de salud en aquellos lugares. / Tesis

El Raonament Basat en Casos (CBR) és un paradigma d'aprenentatge basat en establir analogies amb problemes prèviament resolts per resoldre'n de nous. Per tant, l'organització, l'accés i la utilització del coneixement previ són aspectes claus per tenir èxit en aquest procés. No obstant, la majoria dels problemes reals presenten grans volums de dades complexes, incertes i amb coneixement aproximat i, conseqüentment, el rendiment del CBR pot veure's minvat degut a la complexitat de gestionar aquest tipus de coneixement. Això ha fet que en els últims anys hagi sorgit una nova línia de recerca anomenada Soft-Computing and Intelligent Information Retrieval enfocada en mitigar aquests efectes. D'aquí neix el context d'aquesta tesi.Dins de l'ampli ventall de tècniques Soft-Computing per tractar coneixement complex, els Mapes Autoorganitzatius (SOM) destaquen sobre la resta per la seva capacitat en agrupar les dades en patrons, els quals permeten detectar relacions ocultes entre les dades. Aquesta capacitat ha estat explotada en treballs previs d'altres investigadors, on s'ha organitzat la memòria de casos del CBR amb SOM per tal de millorar la recuperació dels casos.La finalitat de la present tesi és donar un pas més enllà en la simple combinació del CBR i de SOM, de tal manera que aquí s'introdueixen les capacitats de Soft-Computing i de Knowledge Discovery de SOM en totes les fases del CBR per nodrir-les del nou coneixement descobert. A més a més, les mètriques de complexitat apareixen en aquest context com un instrument precís per modelar el funcionament de SOM segons la tipologia de les dades. L'assoliment d'aquesta integració es pot dividir principalment en quatre fites: (1) la definició d'una metodologia per determinar la millor manera de recuperar els casos tenint en compte la complexitat de les dades i els requeriments de l'usuari; (2) la millora de la fiabilitat de la proposta de solucions gràcies a les relacions entre els clústers i els casos; (3) la potenciació de les capacitats explicatives mitjançant la generació d'explicacions simbòliques; (4) el manteniment incremental i semi-supervisat de la memòria de casos organitzada per SOM.Tots aquests punts s'integren sota la plataforma SOMCBR, la qual és extensament avaluada sobre datasets provinents de l'UCI Repository i de dominis mèdics i telemàtics.Addicionalment, la tesi aborda de manera secundària dues línies de recerca fruït dels requeriments dels projectes on ha estat ubicada. D'una banda, s'aborda la definició de funcions de similitud específiques per definir com comparar un cas resolt amb un de nou mitjançant una variant de la Computació Evolutiva anomenada Evolució de Gramàtiques (GE). D'altra banda, s'estudia com definir esquemes de cooperació entre sistemes heterogenis per millorar la fiabilitat de la seva resposta conjunta mitjançant GE. Ambdues línies són integrades en dues plataformes, BRAIN i MGE respectivament, i són també avaluades amb els datasets anteriors. / El Razonamiento Basado en Casos (CBR) es un paradigma de aprendizaje basado en establecer analogías con problemas previamente resueltos para resolver otros nuevos. Por tanto, la organización, el acceso y la utilización del conocimiento previo son aspectos clave para tener éxito. No obstante, la mayoría de los problemas presentan grandes volúmenes de datos complejos, inciertos y con conocimiento aproximado y, por tanto, el rendimiento del CBR puede verse afectado debido a la complejidad de gestionarlos. Esto ha hecho que en los últimos años haya surgido una nueva línea de investigación llamada Soft-Computing and Intelligent Information Retrieval focalizada en mitigar estos efectos. Es aquí donde nace el contexto de esta tesis.Dentro del amplio abanico de técnicas Soft-Computing para tratar conocimiento complejo, los Mapas Autoorganizativos (SOM) destacan por encima del resto por su capacidad de agrupar los datos en patrones, los cuales permiten detectar relaciones ocultas entre los datos. Esta capacidad ha sido aprovechada en trabajos previos de otros investigadores, donde se ha organizado la memoria de casos del CBR con SOM para mejorar la recuperación de los casos.La finalidad de la presente tesis es dar un paso más en la simple combinación del CBR y de SOM, de tal manera que aquí se introducen las capacidades de Soft-Computing y de Knowledge Discovery de SOM en todas las fases del CBR para alimentarlas del conocimiento nuevo descubierto. Además, las métricas de complejidad aparecen en este contexto como un instrumento preciso para modelar el funcionamiento de SOM en función de la tipología de los datos. La consecución de esta integración se puede dividir principalmente en cuatro hitos: (1) la definición de una metodología para determinar la mejor manera de recuperar los casos teniendo en cuenta la complejidad de los datos y los requerimientos del usuario; (2) la mejora de la fiabilidad en la propuesta de soluciones gracias a las relaciones entre los clusters y los casos; (3) la potenciación de las capacidades explicativas mediante la generación de explicaciones simbólicas; (4) el mantenimiento incremental y semi-supervisado de la memoria de casos organizada por SOM. Todos estos puntos se integran en la plataforma SOMCBR, la cual es ampliamente evaluada sobre datasets procedentes del UCI Repository y de dominios médicos y telemáticos.Adicionalmente, la tesis aborda secundariamente dos líneas de investigación fruto de los requeri-mientos de los proyectos donde ha estado ubicada la tesis. Por un lado, se aborda la definición de funciones de similitud específicas para definir como comparar un caso resuelto con otro nuevo mediante una variante de la Computación Evolutiva denominada Evolución de Gramáticas (GE). Por otro lado, se estudia como definir esquemas de cooperación entre sistemas heterogéneos para mejorar la fiabilidad de su respuesta conjunta mediante GE. Ambas líneas son integradas en dos plataformas, BRAIN y MGE, las cuales también son evaluadas sobre los datasets anteriores. / Case-Based Reasoning (CBR) is an approach of machine learning based on solving new problems by identifying analogies with other previous solved problems. Thus, organization, access and management of this knowledge are crucial issues for achieving successful results. Nevertheless, the major part of real problems presents a huge amount of complex data, which also presents uncertain and partial knowledge. Therefore, CBR performance is influenced by the complex management of this knowledge. For this reason, a new research topic has appeared in the last years for tackling this problem: Soft-Computing and Intelligent Information Retrieval. This is the point where this thesis was born.Inside the wide variety of Soft-Computing techniques for managing complex data, the Self-Organizing Maps (SOM) highlight from the rest due to their capability for grouping data according to certain patterns using the relations hidden in data. This capability has been used in a wide range of works, where the CBR case memory has been organized with SOM for improving the case retrieval.The goal of this thesis is to take a step up in the simple combination of CBR and SOM. This thesis presents how to introduce the Soft-Computing and Knowledge Discovery capabilities of SOM inside all the steps of CBR to promote them with the discovered knowledge. Furthermore, complexity measures appear in this context as a mechanism to model the performance of SOM according to data topology. The achievement of this goal can be split in the next four points: (1) the definition of a methodology for setting up the best way of retrieving cases taking into account the data complexity and user requirements; (2) the improvement of the classification reliability through the relations between cases and clusters; (3) the promotion of the explaining capabilities by means of the generation of symbolic explanations; (4) the incremental and semi-supervised case-based maintenance. All these points are integrated in the SOMCBR framework, which has been widely tested in datasets from UCI Repository and from medical and telematic domains. Additionally, this thesis secondly tackles two additional research lines due to the requirements of a project in which it has been developed. First, the definition of similarity functions ad hoc a domain is analyzed using a variant of the Evolutionary Computation called Grammar Evolution (GE). Second, the definition of cooperation schemes between heterogeneous systems is also analyzed for improving the reliability from the point of view of GE. Both lines are developed in two frameworks, BRAIN and MGE respectively, which are also evaluated over the last explained datasets.

[ES] Recientemente, hay una fuerte y creciente influencia de aplicaciones en línea en nuestro día a día. Más concretamente las redes sociales se cuentan entre las plataformas en línea más usadas, que permiten a usuarios comunicarse e interactuar desde diferentes partes del mundo todos los días. Dado que estas interacciones conllevan diferentes riesgos, y además los adolescentes tienen características que los hacen más vulnerables a ciertos riesgos, es deseable que el sistema pueda guiar a los usuarios cuando se encuentren interactuando en línea, para intentar mitigar la probabilidad de que caigan en uno de estos riesgos. Esto conduce a una experiencia en línea más segura y satisfactoria para usuarios de este tipo de plataformas. El interés en aplicaciones de inteligencia artificial capaces de realizar análisis de sentimientos ha crecido recientemente. Los usos de la detección automática de sentimiento de usuarios en plataformas en línea son variados y útiles. Se pueden usar polaridades de sentimiento para realizar minería de opiniones en personas o productos, y así descubrir las inclinaciones y opiniones de usuarios acerca de ciertos productos (o ciertas características de ellos), para ayudar en campañas de marketing, y también opiniones acerca de personas como políticos, para descubrir la intención de voto en un periodo electoral, por ejemplo. En esta tesis, se presenta un Sistema Multi-Agente (SMA), el cual integra agentes que realizan diferentes análisis de sentimientos y de estrés usando texto y dinámicas de escritura (usando análisis unimodal y multimodal), y utiliza la respuesta de los analizadores para generar retroalimentación para los usuarios y potencialmente evitar que caigan en riesgos y difundan comentarios en plataformas sociales en línea que pudieran difundir polaridades de sentimiento negativas o niveles altos de estrés. El SMA implementa un análisis en paralelo de diferentes tipos de datos y generación de retroalimentación a través del uso de dos mecanismos diferentes. El primer mecanismo se trata de un agente que realiza generación de retroalimentación y guiado de usuarios basándose en un conjunto de reglas y la salida de los analizadores. El segundo mecanismo es un módulo de Razonamiento Basado en Casos (CBR) que usa no solo la salida de los analizadores en los mensajes del usuario interactuando para predecir si su interacción puede generar una futura repercusión negativa, sino también información de contexto de interacciones de usuarios como son los tópicos sobre los que hablan o información sobre predicciones previas en mensajes escritos por la gente que conforma la audiencia del usuario. Se han llevado a cabo experimentos con datos de una red social privada generada en laboratorio con gente real usando el sistema en tiempo real, y también con datos de Twitter.com para descubrir cuál es la eficacia de los diferentes analizadores implementados y del módulo CBR al detectar estados del usuario que se propagan más en la red social. Esto conlleva descubrir cuál de las técnicas puede prevenir mejor riesgos potenciales que los usuarios pueden sufrir cuando interactúan, y en qué casos. Se han encontrado diferencias estadísticamente significativas y la versión final del SMA incorpora los analizadores que mejores resultados obtuvieron, un agente asesor o guía basado en reglas y un módulo CBR. El trabajo de esta tesis pretende ayudar a futuros desarrolladores de sistemas inteligentes a crear sistemas que puedan detectar el estado de los usuarios interactuando en sitios en línea y prevenir riesgos que los usuarios pudiesen enfrentar. Esto propiciaría una experiencia de usuario más segura y satisfactoria. / [CA] Recentment, hi ha una forta i creixent influència d'aplicacions en línia en el nostre dia a dia, i concretament les xarxes socials es compten entre les plataformes en línia més utilitzades, que permeten a usuaris comunicar-se i interactuar des de diferents parts del món cada dia. Donat que aquestes interaccions comporten diferents riscos, i a més els adolescents tenen característiques que els fan més vulnerables a certs riscos, seria desitjable que el sistema poguera guiar als usuaris mentre es troben interactuant en línia, per així poder mitigar la probabilitat de caure en un d'aquests riscos. Açò comporta una experiència en línia més segura i satisfactòria per a usuaris d'aquest tipus de plataformes. L'interés en aplicacions d'intel·ligència artificial capaces de realitzar anàlisi de sentiments ha crescut recentment. Els usos de la detecció automàtica de sentiments en usuaris en plataformes en línia són variats i útils. Es poden utilitzar polaritats de sentiment per a realitzar mineria d'opinions en persones o productes, i així descobrir les inclinacions i opinions d'usuaris sobre certs productes (o certes característiques d'ells), per a ajudar en campanyes de màrqueting, i també opinions sobre persones com polítics, per a descobrir la intenció de vot en un període electoral, per exemple. En aquesta tesi, es presenta un Sistema Multi-Agent (SMA), que integra agents que implementen diferents anàlisis de sentiments i d'estrés utilitzant text i dinàmica d'escriptura (utilitzant anàlisi unimodal i multimodal), i utilitza la resposta dels analitzadors per a generar retroalimentació per als usuaris i potencialment evitar que caiguen en riscos i difonguen comentaris en plataformes socials en línia que pogueren difondre polaritats de sentiment negatives o nivells alts d'estrés. El SMA implementa una anàlisi en paral·lel de diferents tipus de dades i generació de retroalimentació a través de l'ús de dos mecanismes diferents. El primer mecanisme es tracta d'un agent que realitza generació de retroalimentació i guia d'usuaris basant-se en un conjunt de regles i l'eixida dels analitzadors. El segon mecanisme és un mòdul de Raonament Basat en Casos (CBR) que utilitza no solament l'eixida dels analitzadors en els missatges de l'usuari per a predir si la seua interacció pot generar una futura repercussió negativa, sinó també informació de context d'interaccions d'usuaris, com són els tòpics sobre els quals es parla o informació sobre prediccions prèvies en missatges escrits per la gent que forma part de l'audiència de l'usuari. S'han realitzat experiments amb dades d'una xarxa social privada generada al laboratori amb gent real utilitzant el sistema implementat en temps real, i també amb dades de Twitter.com per a descobrir quina és l'eficàcia dels diferents analitzadors implementats i del mòdul CBR en detectar estats de l'usuari que es propaguen més a la xarxa social. Açò comporta descobrir quina de les tècniques millor pot prevenir riscos potencials que els usuaris poden sofrir quan interactuen, i en quins casos. S'han trobat diferències estadísticament significatives i la versió final del SMA incorpora els analitzadors que millors resultats obtingueren, un agent assessor o guia basat en regles i un mòdul CBR. El treball d'aquesta tesi pretén ajudar a futurs dissenyadors de sistemes intel·ligents a crear sistemes que puguen detectar l'estat dels usuaris interactuant en llocs en línia i prevenir riscos que els usuaris poguessen enfrontar. Açò propiciaria una experiència d'usuari més segura i satisfactòria. / [EN] In the present days, there is a strong and growing influence of on-line applications in our daily lives, and concretely Social Network Sites (SNSs) are one of the most used on-line social platforms that allow users to communicate and interact from different parts of the world every day. Since this interaction poses several risks, and also teenagers have characteristics that make them more vulnerable to certain risks, it is desirable that the system could be able to guide users when interacting on-line, to try and mitigate the probability of incurring one of those risks. This would in the end lead to a more satisfactory and safe experience for the users of such on-line platforms. Recently, interest in artificial intelligence applications being able to perform sentiment analysis has risen. The uses of detecting the sentiment of users in on-line platforms or sites are variated and rewarding. Sentiment polarities can be used to perform opinion mining on people or products, and discover the inclinations and opinions of users on certain products (or certain features of them) to help marketing campaigns, and also on people such as politics, to discover the voting intention for example in electoral periods. In this thesis, a Multi-Agent System (MAS) is presented, which integrates agents that perform different sentiment and stress analyses using text and keystroke dynamics data (using both unimodal and multi-modal analysis). The MAS uses the output of the analyzers for generating feedback for users and potentially avoids them from incurring risks and spreading comments in on-line social platforms that could lead to the spread of negative sentiment or high-stress levels. Moreover, the MAS incorporates parallelized analyses of different data types and feedback generation via the use of two different mechanisms. On the one hand, a rule-based advisor agent has been implemented, that generates feedback or guiding for users based on the output of the analyzers and a set of rules. On the other hand, a Case-Based Reasoning (CBR) module that uses not only the output of the different analyzers on the messages of the user interacting, but also context information from user interactions such as the topics being talked about or information about the previous states detected on messages written by people in the audience of the user. Experiments with data from a private SNS generated in a laboratory with real people using the system in real-time, and also with data from Twitter.com have been performed to ascertain the efficacy of the different analyzers implemented and the CBR module on detecting states of the user that propagate more in the network, which leads to discovering which of the techniques is able to better prevent potential risks that users could face when interacting, and in which cases. Significant differences were found and the final version of the MAS incorporates the best-performing analyzer agents, a rule-based advisor agent, and a CBR module. In the end, this thesis aims to help intelligent systems developers to build systems that are able to detect the state of users interacting in on-line sites and prevent risks that they could face, leading to a more satisfactory and safe user experience. / This thesis was funded by the following research projects: Privacy in Social Educational Environments during Child-hood and Adolescence (PESEDIA), Ministerio de Economia y Empresa (TIN2014-55206-R) and Intelligent Agents for Privacy Advice in Social Networks (AI4PRI), Ministerio de Economia y Empresa (TIN2017-89156-R) / Aguado Sarrió, G. (2021). MAS-based affective state analysis for user guiding in on-line social environments [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/164902 / TESIS