Com a crescente complexidade das aplicações e sistemas computacionais, atualmente tem se tornado importante o uso de formalismos de várias naturezas na representação e modelagem de problemas complexos, como os sistemas reativos e concorrentes. Este trabalho apresenta uma contribuição na Tecnologia Adaptativa e uma nova técnica no desenvolvimento de uma aplicação para execução de alguns tipos de jogos, (General Game Playing), cuja característica está associada à capacidade de o sistema tomar conhecimento das regras do jogo apenas em tempo de execução. Com esse trabalho, amplia-se a classe de problemas que podem ser estudados e analisados sob a perspectiva da Tecnologia Adaptativa, através dos Dispositivos Adaptativos Cooperantes. A aplicação desenvolvida como exemplo neste trabalho introduz uma nova ótica no desenvolvimento de aplicações para jogos gerais (GGP) e abre novos horizontes para a aplicação da Tecnologia Adaptativa, como a utilização das regras para extração de informação e inferência. / The complexity of computer applications has grown so much that several formalisms of different kinds became important nowadays. Many systems (e.g. reactive and concurrent ones) employ such formalisms to represent and model actual complex problems. This work contributes to the field of Adaptive Technology, and proposes a new approach for developing general game playing system, whose feature is the capability to play a game by acknowledging the game rules only at run time. This work expands the set of problems that can be studied and analyzed under the Adaptive Technology perspective, by means of cooperating adaptive devices. The developed application used a new approach for general game playing development bringing and widens the application field of Adaptive Technology with subjects related to information extraction and inference based in the devices rules.

Este trabalho apresenta a formulação de um sistema híbrido de apoio à decisão que, através de técnicas adaptativas, permite que múltiplos dispositivos sejam utilizados de forma colaborativa para encontrar uma solução para um problema de tomada de decisão. É proposta uma estratégia particular para o trabalho colaborativo que restringe o acesso aos dispositivos mais lentos com base na dificuldade encontrada pelos dispositivos mais rápidos para solucionar um problema específico. As soluções encontradas por cada dispositivo são propagadas aos demais, permitindo que cada um deles agregue estas novas soluções com o auxílio de técnicas adaptativas. É feito um estudo sobre aprendizagem de máquina mediante incertezas para verificar e minimizar os impactos negativos que uma nova solução, possivelmente errônea, possa ter. O sistema híbrido proposto é apresentado numa aplicação particular, utilizando testes padronizados para compará-lo com os dispositivos individuais que o compõem e com sistemas híbridos de mesma finalidade. Através destes testes, é mostrado que dispositivos consolidados, mesmo que de naturezas distintas, podem ser utilizados de maneira colaborativa, permitindo não só calibrar um compromisso entre o tempo de resposta e a taxa de acerto, mas também evoluir de acordo com o histórico de problemas processados. / This work presents a formulation of a hybrid decision-making system that employs adaptive techniques as a way to coordinate multiple devices in order to make a collaborative decision. The strategy proposed here is to restrict the use of slower devices, based on how difficult the specific problem is - easier problems may be solved on faster devices. Each device is able to learn through solutions given by the others, aggregating new knowledge with the aid of adaptive techniques. In order to evaluate and minimize the negative impact those new solutions may have, a study concerning machine learning under uncertainty is carried out. A particular application of this system has been tested and compared, not only to each individual device that is part of the system itself, but to similar hybrid systems as well. It is shown that even devices of distinct natures may be reused in a collaborative manner, making it possible to calibrate the trade-off between hit rate and response time, and to evolve according to the input stimuli received as well.

Com a crescente complexidade das aplicações e sistemas computacionais, atualmente tem se tornado importante o uso de formalismos de várias naturezas na representação e modelagem de problemas complexos, como os sistemas reativos e concorrentes. Este trabalho apresenta uma contribuição na Tecnologia Adaptativa e uma nova técnica no desenvolvimento de uma aplicação para execução de alguns tipos de jogos, (General Game Playing), cuja característica está associada à capacidade de o sistema tomar conhecimento das regras do jogo apenas em tempo de execução. Com esse trabalho, amplia-se a classe de problemas que podem ser estudados e analisados sob a perspectiva da Tecnologia Adaptativa, através dos Dispositivos Adaptativos Cooperantes. A aplicação desenvolvida como exemplo neste trabalho introduz uma nova ótica no desenvolvimento de aplicações para jogos gerais (GGP) e abre novos horizontes para a aplicação da Tecnologia Adaptativa, como a utilização das regras para extração de informação e inferência. / The complexity of computer applications has grown so much that several formalisms of different kinds became important nowadays. Many systems (e.g. reactive and concurrent ones) employ such formalisms to represent and model actual complex problems. This work contributes to the field of Adaptive Technology, and proposes a new approach for developing general game playing system, whose feature is the capability to play a game by acknowledging the game rules only at run time. This work expands the set of problems that can be studied and analyzed under the Adaptive Technology perspective, by means of cooperating adaptive devices. The developed application used a new approach for general game playing development bringing and widens the application field of Adaptive Technology with subjects related to information extraction and inference based in the devices rules.

Este trabalho apresenta a formulação de um sistema híbrido de apoio à decisão que, através de técnicas adaptativas, permite que múltiplos dispositivos sejam utilizados de forma colaborativa para encontrar uma solução para um problema de tomada de decisão. É proposta uma estratégia particular para o trabalho colaborativo que restringe o acesso aos dispositivos mais lentos com base na dificuldade encontrada pelos dispositivos mais rápidos para solucionar um problema específico. As soluções encontradas por cada dispositivo são propagadas aos demais, permitindo que cada um deles agregue estas novas soluções com o auxílio de técnicas adaptativas. É feito um estudo sobre aprendizagem de máquina mediante incertezas para verificar e minimizar os impactos negativos que uma nova solução, possivelmente errônea, possa ter. O sistema híbrido proposto é apresentado numa aplicação particular, utilizando testes padronizados para compará-lo com os dispositivos individuais que o compõem e com sistemas híbridos de mesma finalidade. Através destes testes, é mostrado que dispositivos consolidados, mesmo que de naturezas distintas, podem ser utilizados de maneira colaborativa, permitindo não só calibrar um compromisso entre o tempo de resposta e a taxa de acerto, mas também evoluir de acordo com o histórico de problemas processados. / This work presents a formulation of a hybrid decision-making system that employs adaptive techniques as a way to coordinate multiple devices in order to make a collaborative decision. The strategy proposed here is to restrict the use of slower devices, based on how difficult the specific problem is - easier problems may be solved on faster devices. Each device is able to learn through solutions given by the others, aggregating new knowledge with the aid of adaptive techniques. In order to evaluate and minimize the negative impact those new solutions may have, a study concerning machine learning under uncertainty is carried out. A particular application of this system has been tested and compared, not only to each individual device that is part of the system itself, but to similar hybrid systems as well. It is shown that even devices of distinct natures may be reused in a collaborative manner, making it possible to calibrate the trade-off between hit rate and response time, and to evolve according to the input stimuli received as well.

Cette thèse présente un système bioélectronique prometteur, l’Hynet. Ce Réseau Hybride (vivant-artificiel) est conçu pour l’étude du comportement à long terme des cellules électrogénératrices, comme les neurones et les cellules betas, en deux aspects : l’individuel et en réseau. Il est basé sur une boucle fermée et sur la communication en temps réel entre la culture cellulaire et une unité artificielle (Matériel, Logiciel). Le premier Hynet utilise des Matrices d’électrodes (MEA) commerciales qui limitent les performances spatiotemporelles du Hynet. Une nouvelle Matrice d’électrodes intelligente (iMEA) est développée. Ce nouveau circuit intégré, analogique et mixte, fournit une interface à forte densité, à forte échelle et adaptative avec la culture. Le nouveau système améliore le traitement des données en temps réel et une acquisition faible bruit du signal extracellulaire. / This thesis presents a promising new bioelectronics system, the Hynet. The Hynet is a Hybrid (living-artificial) Network, developed to study the long-term behavior of electrogenic cells (such as Neurons or Beta-cells), both individually and in a network. It is based on real-time closed-loop communication between a cell culture (bioware) and an artificial processing unit (hardware and software). In the first version of our Hynet, we use commercial Multielectrode Arrays (MEA) that limits its spatiotemporal performances. A new Intelligent Multielectrode Array (iMEA) is therefore developed. This new analog/mixed integrated circuit provides a large-scale, high-density, and adaptive interface with the Bioware, which improves the real-time data processing and the low-noise acquisition of the extracellular signal. / Esta dissertação de doutorado apresenta um sistema bioeletrônico auspicioso, o Hynet. Esta Rede Híbrida (viva e artificial), é concebida para o estudo do comportamento à longo prazo de células eletrogeneradoras (como neurônios ou células beta), em dois aspectos : individual e em redes. Ele é baseado na comunicação bidirecional, em laço fechado e em tempo real entre uma cultura celular (Bioware) e uma unidade artificial (Hardware ou Software). Um primeiro Hynet é apresentado, mas o uso de Matrizes de Eletrodos (MEA) comerciais limita a performance do sistema. Finalmente, uma nova Matriz de Eletrodos Inteligente (iMEA) é desenvolvida. Este novo circuito integrado fornece uma interface adaptativa, em alta densidade e grande escala, com o Bioware. O novo sistema melhora o processamento de dados em tempo real e a aquisição baixo ruído do sinal extracelular.

Tesis por compendio / [ES] La energía juega un papel fundamental en el desarrollo sostenible de las comunidades. Así, proporcionar recursos energéticos fiables, económicamente aceptables, medioambientalmente respetuosos y socialmente beneficiosos, resulta esencial para el desarrollo sostenible de las mismas. A pesar de la universalidad de dicha definición, el uso de la energía está muy vinculada al nivel de desarrollo de los países. De este modo, la problemática energética de los países desarrollados contrasta enormemente con la de los países en desarrollo. En esta tesis doctoral se ha identificado la principal problemática energética de ambas realidades: grave impacto medioambiental de los modelos de generación del transporte tradicionales en los países desarrollados y pobreza energética en los países en desarrollo. A partir del compendio de artículos científicos de esta tesis doctoral se ha caracterizado el uso de sistemas renovables avanzados que permite solucionar dicha problemática de forma sostenible. En concreto, el principal problema energético en países desarrollados ha sido tratado mediante la planificación energética y el diseño óptimo de sistemas híbridos de energías renovables (HRES por sus siglas en inglés) en electrolineras, necesarios para la introducción de vehículos eléctricos como alternativa de movilidad sostenible. Por otro lado, el estudio de metodologías de diseño óptimas de HRES off grid y de las estufas para cocinar mejoradas mediante gasificación de biomasa se ha focalizado en la inaccesibilidad eléctrica y a sistemas de cocina limpia que sufren las comunidades en desarrollo. Así, esta tesis aporta una serie de metodologías para optimizar y adecuar los sistemas renovables presentados para el desarrollo energético sostenible de las comunidades. Además, no sólo demuestra la idoneidad de estos sistemas para dicho fin, sino también su versatilidad de aplicación en función del nivel de crecimiento de las comunidades. / [CA] L'energia juga un paper fonamental en el desenvolupament sostenible de les comunitats. Així, proporcionar recursos energètics fiables, econòmicament acceptables, mediambientalment respectuosos i socialment beneficiosos, resulta essencial per al desenvolupament sostenibles de les mateixes. A pesar de la universalitat d'aquesta definició, l'ús de la energia està vinculada al nivell de desenvolupament dels països. D'aquesta manera, la problemàtica energètica dels països desenvolupats contrasta enormement amb la dels països en desenvolupament. A aquesta tesis doctoral s'ha identificat la principal problemàtica energètica d'ambdues realitats: greu impacte mediambiental dels models de generació del transport tradicional en els països desenvolupats i pobresa energètica en els països en desenvolupament. A partir del compendi d'articles científics d'aquesta tesis doctoral s'ha caracteritzat l'ús de sistemes renovables avançats que permet solucionar aquesta problemàtica de manera sostenible. En concret, el principal problema energètic en països desenvolupats s'ha tractat mitjançant la planificació energètica i el disseny òptim de sistemes híbrids d'energies renovables (HRES, per les seues segles en anglès) en electrolineres, necessaris per la introducció de vehicles elèctrics com alternativa de mobilitat sostenible. D'altra banda, l'estudi de metodologies de disseny òptimes de HRES off grid i d'estufes per a cuinar millorades mitjançant gasificació de biomassa s'ha focalitzat en la inaccessibilitat elèctrica i a sistemes de cuina neta que pateixen les comunitats en desenvolupament. Així, aquesta tesis aporta una sèrie de metodologies per optimitzar i adequar el sistemes renovables presentats per al desenvolupament energètic sostenible de les comunitats. A més, no tan sols demostra la idoneïtat d'aquests sistemes per a aqueix fi, sinó també la seua versatilitat d'aplicació en funció del nivell de creixement de les comunitats. / [EN] Energy plays a significant role for the sustainable development of communities. Hence, supplying reliable energy resources, which result economically acceptable, environmentally friendly and socially beneficial, arises as essential for their sustainable development. Despite the universality of such definition, the energy use is highly linked to the development degree of the countries. Thus, energy problems of developed countries sharply contrast with those of developing countries. This doctoral thesis identifies the main energy issues of both realities: severe environmental impact of energy generation models for traditional transport in developed countries and energy poverty in developing countries. The compendium of scientific papers of this doctoral dissertation characterizes the use of advanced renewable energy systems to solve such problems in a sustainable way. Namely, the main energy issue in developed countries has been addressed by means of energy planning and the optimal design of Hybrid Renewable Energy Systems (HRES) in electric vehicle charging stations, which ensure the introduction of electric vehicles as a sustainable mobility alternative. Moreover, the study of methodologies for the optimal design of off grid HRES and improved cooking stoves based on biomass gasification have approached the inaccessibility to electricity and to clean cooking systems that developing communities suffer. Therefore, this thesis provides a number of methodologies to optimize and adapt the presented renewable energy systems for the sustainable energy development of communities. Furthermore, it demonstrates not only the suitability of these systems for such aim, but also their versatility of application regarding the growing degree of the communities. / Bastida Molina, P. (2021). Estudio de sistemas renovables avanzados para el desarrollo energético sostenible [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/172548 / Compendio