El pelo, o pelaje en animales, es uno de los componentes cruciales a considerar en el diseño y producción de personajes virtuales. Es una de las características más reconocibles que contribuye a su autenticidad e identidad. Por lo tanto, no sólo su simulación debe ser estéticamente agradable y físicamente plausible, sino también debe encajar con el universo del personaje. En esta tesis, estudiamos todos los métodos y técnicas disponibles para el diseño, simulación, y renderización de pelo, tanto para uso fuera de línea como para aplicaciones de tiempo real. Para cada etapa, identificamos el conjunto de propiedades necesarias para considerar a un modelo físicamente plausible, y presentamos un análisis de los modelos reseñados según dichas propiedades. Hacemos especial énfasis en aquellos modelos con uso conocido en animación cinematográfica, en particular las películas Enredados, Valiente, y Zootopia. Además, presentamos la implementación de un sistema completo de sombreado de pelo, construida según las especificaciones de uno de los modelos reseñados, y realizada dentro de la suite de creación 3D libre y de código abierto, Blender. / Hair, and fur for animals, is one of the crucial components to be considered in the design and production of virtual characters. It is one of the most noticeable features that contribute to its authenticity and identity. As such, not only its simulation must be aesthetically pleasing and physically plausible, but it must also fit within the character’s universe. In this thesis, we survey all available methods and techniques of hair styling, simulation, and rendering, both for offline and realtime use. For each stage, we identify the set of properties which make a model physically plausible, and analyse the surveyed models. We make special emphasis in those models known to be used in feature animation, in particular the films Tangled, Brave, and Zootopia. Additionally, we present an implementation of a complete hair shading system, constructed according to the specifications of one of the surveyed models, and implemented within the free, open source 3D creation suite, Blender.

El análisis de los movimientos oculares constituye un importante desafío dada la gran cantidad de información presente en los mismos. Estos movimientos proveen numerosas claves para estudiar diversos procesos cognitivos considerando, entre otros aspectos, el modo y el tiempo en que se codi fica la información y qué parte de los datos obtenidos se usan o se ignoran. Avanzar en el entendimiento de los procesos involucrados en tareas de alta carga cognitiva puede ayudar en la detección temprana de enfermedades neurodegenerativas tales como el mal de Alzheimer o el de Parkinson. A su vez, la comprensión de estos procesos puede ampliar el abordaje de una gran variedad de temas vinculados con el modelado y control del sistema oculomotor humano. Durante el desarrollo de esta Tesis Doctoral se llevaron a cabo tres experimentos que utilizan técnicas de deep-learning y modelos lineales de efecto mixto a n de identi car patrones de movimiento ocular a partir del estudio de situaciones controladas. La primera experiencia tiene como objetivo diferenciar adultos mayores sanos de adultos mayores con posible enfermedad de Alzheimer, utilizando deep-learning con denoise-sparse-autoencoders y un clasifi cador, a partir de información del movimiento ocular durante la lectura. Los resultados obtenidos, con un 89;8% de efectividad en la clasi ficación por oración y 100% por sujeto, son satisfactorios. Esto sugiere que el uso de esta técnica es una alternativa factible para esta tarea. La segunda experiencia tiene como objetivo demostrar la factibilidad de la utilización de la dilatación de la pupila como un marcador cognitivo, en este caso mediante modelos lineales de efecto mixto. Los resultados indican que la dilatación se ve influenciada por la carga cognitiva, la semántica y las características específi cas de la oración, por lo que representa una alternativa viable para el análisis cognitivo. El tercero y último experimento tiene como objetivo comprobar la efectividad de la utilización de redes neuronales recurrentes, con unidades LSTM, para lograr una clasifi cación efectiva en rangos etarios correspondientes a jóvenes sanos y adultos mayores sanos, a partir del análisis de la dinámica de la pupila. Los resultados obtenidos demuestran que la utilización de esta técnica tiene un alto potencial en este campo logrando clasifi car jóvenes vs. adultos mayores con una efectividad media por oración de 76;99% y una efectividad media por sujeto del 90;24 %, utilizando información del ojo derecho o información binocular. Los resultados de estos estudios permiten afi rmar que la utilización de técnicas de deep learning, que no han sido exploradas para resolver problemas como los planteados utilizando eye-tracking, constituyen un gran área de interés. / TEXTO PARCIAL en período de teletrabajo

Esta tesis se enfoca en el estudio de sistemas para la generación automatizada de hipótesis contextualizadas en la detección de comportamiento malicioso en plataformas sociales. Como primer aporte de esta tesis, se presenta una aproximación inicial para un sistema como el mencionado anteriormente y se consideran dos enfoques ligeramente diferentes acotando la detección de comportamiento malicioso a un tipo de problema específi co bautizado como deduplicación adversarial. Para el primer enfoque, se pone mayor énfasis en la generación de hipótesis a partir de la utilización de reglas lógicas bien de finidas, aunque la esencia de su funcionamiento está apoyada en los resultados que puedan ser obtenidos de aplicar técnicas de aprendizaje automatizado con anterioridad. Luego para el segundo enfoque, se realiza mayor hincapié en la utilización de técnicas de aprendizaje automatizado, específi camente clasi ficadores, como estrategia para atacar el problema y la generación de hipótesis es llevada a cabo por reglas más simples que son activadas cuando el resultado de los clasifi cadores supera cierto umbral. Sin embargo, el objetivo general de esta tesis es avanzar hacia el desarrollo de sistemas más robustos que no se encuentran acotados a un solo problema de comportamiento malicioso en plataformas sociales, sino que considere la multiplicidad de los mismos y aproveche la relación que pueda haber entre ellos. Por esta razón, el principal aporte de esta tesis es la presentación de la arquitectura NetDER para razonar sobre comportamiento malicioso en plataformas sociales, la cual en principio, busca servir de guía para la implementación de software en dicho dominio. Asimismo, en esta misma dirección, otro aporte realizado es el estudio de los fundamentos teóricos involucrados en la implementación de una versión particular de NetDER. Más específicamente, la generación de hipótesis está apoyada en un proceso conocido como de respuesta a consultas, por lo cual fue necesario investigar su incidencia en este modelo, y a partir de dicho estudio se llega a un interesante conjunto de resultados que varían de la tratabilidad del tiempo polinomial a la indecidibilidad, dependiendo de las características que estén disponibles. Adicionalmente, se desarrolla un caso de uso para ilustrar cómo el enfoque puede ser aplicado en un dominio de ciberseguridad para razonar sobre productos en riesgo basados en publicaciones de foros de la Darknet. Finalmente, como último aporte se realiza una evaluación experimental de la arquitectura NetDER, considerando las cuestiones de diseño y fundamentos teóricos estudiados a lo largo de esta tesis. Asimismo, debido a la difi cultad de obtener datasets adecuados con ground truth, lo cual es necesario para llevar adelante evaluaciones de desempeño, fue necesario desarrollar un testbed general (dejando disponible públicamente su código) diseñado con el propósito de generar trazas completas de actividades de publicación involucrando potencialmente todo tipo de contenido malicioso como lo pueden ser noticias falsas, actores maliciosos, botnets, enlaces a malware, discursos de odio, etc. Los resultados obtenidos fueron satisfactorios, debido a que en general son estadísticamente signifi cativos y constituyen un paso importante para avanzar al logro del objetivo general que es disponer de sistemas robustos de generación automatizada de hipótesis que puedan utilizarse para resolver problemas de comportamiento malicioso en plataformas sociales. / In this thesis we focus on the study of systems for the automated generation of hypotheses in order to detect malicious behavior on social media. The rst contribution of this thesis is the development of an initial approach for a system such as the one we mentioned above, where two slightly di erent approaches are considered, limiting the detection of malicious behavior to a speci c kind of problem called adversarial deduplication. For the rst approach, greater emphasis is placed on the generation of hypotheses from the use of well-de ned logical rules, although they are essentially based on the results that can be obtained from the prior application of machine learning techniques. Then, for the second approach, greater emphasis is placed on the use of machine learning techniques, speci cally classi ers, as a strategy to attack the problem and the generation of hypotheses is carried out by simpler rules that are activated when the result of the classi ers exceeds a certain threshold. The general objective of this thesis is however to advance towards the development of more robust systems that are not limited to a single problem of malicious behavior on social media, but rather consider their multiplicity and take advantage of the relationship that may exist between them. For this reason, the main contribution of this thesis is the presentation of the NetDER architecture to reason about malicious behavior on social media, which in principle seeks to serve as a guide for the implementation of software in this domain. Also, in this same direction, another contribution is the study of the theoretical foundations involved in the implementation of a particular version of Net- DER. More speci cally, the generation of hypotheses is supported by a process known as query answering; therefore, we need to research its incidence in this model, and from this study an interesting set of results is reached that vary from polynomial-time tractability to undecidability, depending on the features that are available. Additionally, a use case is developed to illustrate how the approach can be applied in a cybersecurity domain to reason about at-risk products based on Darknet forum posts. Finally, as a last contribution, an experimental evaluation of the NetDER architecture is carried out, considering the design issues and theoretical foundations studied throughout this thesis. Also, due to the di culty of obtaining adequate datasets with ground truth, which is necessary to carry out performance evaluations, it was necessary to develop a general testbed (making its code publicly available) designed with the purpose of generating complete traces of posting activities potentially involving all types of malicious content, such as fake news, malicious actors, botnets, links to malware, hate speech, etc. The results obtained were satisfactory, because in general they are statistically signi cant and constitute an important step to advance towards the achievement of the general objective, which is to have robust systems for the automated generation of hypotheses that can be used to solve problems related to malicious behavior on social media.

El objetivo principal de esta tesis es estudiar la retroalimentación entre los sistemas de representación visual de conocimiento y los formalismos lógicos, y definir la teoría subyacente a esta interacción, mediante la manipulación de ontologías gráficas basadas en Lógicas Descriptivas (DLs) y las características principales de los ambientes de ingeniería ontológica que la soporten. Las tecnologías semánticas son cada vez más preponderantes en la integración de datos e interoperabilidad de sistemas de información y, en este contexto, las ontologías son centrales para la definición de vocabularios compartidos y modelos conceptuales. De esta manera, proveer ambientes para el desarrollo de ontologías de calidad es esencial, potenciando la integración del conocimiento de los expertos de dominio con la semántica formal de los lenguajes de ontologías. En esta Tesis se presentan la formalización de los sistemas de manipulación de ontologías gráficas, a los cuales notamos como GOMS, y de un proceso de visualización de conocimiento basado en ontologías, que articula esta teoría junto con aspectos de visualización en el contexto de herramientas gráficas. A partir de los resultados obtenidos, se diseño y documentó una arquitectura de referencia web y se implementó una herramienta concreta, llamada crowd, para tareas de ingeniería ontológica, por medio de representaciones gráficas de dominios y sus reconstrucciones en DL. Esta infraestructura ha sido concebida como un sistema visual integrando fuertemente los modelos gráficos con sus representaciones lógicas, interfaces con multiples razonadores lógicos para validarlos y cumplimiento con estándares relevantes de la W3C. Asimismo, se incorporó la gestión de espacios de nombres para obtener modelos ontológicos listos para documentar y publicar. Evaluaciones basadas en experiencias de usuarios y en la formalización de un sistema para visualización de contenido semántico, son también presentadas y han sido ejecutadas sobre la implementación de crowd, actualmente en linea en http://crowd.fi.uncoma.edu.ar. / The aim of this thesis is to study how both knowledge representation visual systems and logic-based formalisms feed each other, theorise about this interaction through manipulating graphical ontologies based on Description Logics (DLs), and thus de ning the main requirements of ontology engineering environments to support them. Semantics technologies are increasingly important in data integration and information system interoperability. In this sense, ontologies are key for shared vocabularies and conceptual models. Thus, providing environments for high quality ontologies becomes an essential issue, empowering the integration of domain experts' knowledge with the semantics of ontology languages. In this thesis, we formalise a system for manipulating graphical ontologies, named as GOMS, and an ontology-based knowledge visualisation process, which orchestate the theoretical and visualisation aspects in the context of visual tools. From these results, we have designed and documented a reference web architecture. Moreover, we have implemented a concrete tool, named crowd, for ontology engineering tasks based on visual representations of domains and their logic-based reconstructions. This infrastructure has been conceived as a visual system intragrating closely visual models and their logical representations, interfacing with diverse reasoning tools to validate them and compliancing to all relevant W3C recommendations. The tool also support namespaces de nition in order to get ontologies ready to be documented and published. Evaluations based on user experiences and the formalisation as a system for visualising semantic content are also presented, which have been run on the current implementation of crowd, hosted at http://crowd.fi.uncoma. edu.ar.

En esta tesis se define un formalismo que combina acciones y argumentación rebatible para representar dominios y proble-mas de planificación. Lo novedoso de este formalismo es que permite representar conocimiento acerca del dominio y definir acciones utilizando la Programación en Lógica Rebatible. El conocimiento del dominio permite razonar rebatiblemente acerca de las precondiciones, restricciones y efectos de las acciones, las cuales permiten cambiar el entorno para lograr las metas de un problema de planificación. Además, se define un nuevo método de planificación que combina técnicas de Planificación de Orden Parcial con Argumentación Rebatible, y permite resolver problemas de planificación definidos utilizando el formalismo de representación antes mencionado. La incor-poración de Argumentación Rebatible permite utilizar el cono-cimiento del dominio para razonar rebatiblemente durante la construcción de un plan. Los formalismos basados en argumen-tación rebatible permiten representar y razonar con conoci-miento que involucre información incompleta o errónea. Esta característica está presente en muchos aspectos de un pro-ceso de planificación, donde no siempre es posible contar de ante mano con toda la informacion necesaria para resolver un problema.

Los esquemas de argumentación son entendidos en la Inteligencia Artificial como patrones de razonamiento semi-estructurados subyacentes a las conversaciones, textos o discursos escritos. La utilidad práctica de los mismos es constituir una herramienta para expresar una línea argumental, y en lo posible, razonar en base a la información que de ellos se deriva. Uno de los objetivos del presente trabajo es extender la representación de los esquemas de argumentación ajustando los mismos al pensamiento crítico debido a las características expresivas que este estándar proporciona. Además, dado un discurso o un texto, en la actualidad el proceso de encontrar el esquema de argumentación subyacente en base al cual razonar automáticamente es complejo y multidisciplinario. Requiere un sistema general capaz de integrar diversas tareas relacionadas con el procesamiento del lenguaje natural y la minería de argumentos, como así tambin transformar el producto de estas tareas en insumos que permitan razonar en base a la información potencialmente contradictoria. Es por esto que en el presente trabajo propondremos una arquitectura general a la que podría ajustarse cualquier desarrollo de sistemas cuyo objetivo sea añadir formalizaci ón o estructura a dichos patrones de razonamiento para hacerlos más prácticos para la Inteligencia Artificial. / The argumentation schemes are understood in the Artificial Intelligence like semistructured reasoning patterns underlying to the conversations, texts or written speeches. The practical utility of the same ones is to constitute a tool for to express an argumentative line, and if it is possible, to reason based on the information that from them stems. One of the objectives of this work is to extend the representation of the argumentation schemes fitting the same ones to the critical thinking due to the expressive characteristics of this standard. Also, given a speech or a text, the process of finding the argumentation scheme underlying it based on which to reason automatically is a complex and multidisciplinary process. It requires a general system able to integrate various tasks related to natural language processing and argumentation mining, as well as transforming the product of these tasks in inputs to reason based on potentially con icting information. In this way, we will propose in this work a general architecture to which there might fit any system development which target is to add formalization or structure to the above mentioned reasoning patterns, to make them more practical for the Artificial Intelligence.

En los sistemas multi-agente, los agentes necesitan poder dialogar para resolver conflictos de información, solucionar problemas, encontrar pruebas formales, o simplemente informarse mutuamente de los hechos pertinentes. En esta tesis se propondrán dos protocolos y estrategias de diálogo para dos tipos de diálogo colaborativo-argumentativos en sistemas multi-agente: consulta a experto e indagación. En el diálogo de consulta a experto un agente es un experto en cierto dominio de conocimiento, y otro agente le consulta sobre un tema de ese dominio-el cual desconoce o conoce parcialmente-con el n de adquirir información. Actualmente, no existen otras estrategias de diálogo de consulta a experto, y aquellas semejantes no consideran que el agente consultante podr a tener información estricta en contradicción con las creencias del agente experto, ni que podrán tener diferentes preferencias entre argumentos. Por otra parte, en el di alogo de indagación un grupo de agentes busca llegar a un acuerdo general sobre la respuesta a una pregunta, siendo imparciales y contribuyendo toda la información relevante que tengan. Si bien en la literatura existen otras estrategias de diálogo de indagación, estas no consideran que los agentes podrán tener información estricta en contradicción con las creencias de los demás. Además, las pocas que no se limitan a sólo dos agentes no permiten que el conjunto de participantes varíe dinámicamente durante del diálogo. En los dos protocolos y estrategias de di alogo que se de nir an en esta tesis se confrontar an dichas limitaciones con el n de proveer una mayor versatilidad que la de las propuestas ya existentes. / In multi-agent systems, agents need to be able to dialogue in order to resolve information conflicts, solve problems, find formal proofs, or simply inform each other of the pertinent facts. In this thesis, two dialogue protocols and strategies will be proposed for two types of collaborative-argumentative dialogues in multi-agent systems: expert consultation and inquiry. In the expert consultation dialogue, an agent is an expert in a certain field of knowledge, and another agent consults the expert on a subject of that domain-which does not know or partially knows about|in order to acquire information. Currently, there are no other expert consultation dialogue strategies, and those that are similar do not consider that the consulting agent may have strict information in contradiction with the expert agent's beliefs, nor that they may have different preferences among arguments. On the other hand, in the inquiry dialogue, a group of agents seeks to reach a general agreement on the answer to a question while being impartial and contributing all the relevant information they have. Although there are other inquiry dialogue strategies in the literature, these do not consider that agents may have strict information in contradiction with the beliefs of others. Moreover, the few that are not limited to only two agents do not allow the set of participants to vary dynamically during the dialogue. In the two protocols and dialogue strategies that will be defined in this thesis, these limitations will be confronted in order to provide greater versatility than that of the existing proposals.

Uno de los problemas más importantes en los sistemas de realidad virtual es la diversidad de los dispositivos visuales y de interacción que existen en la actualidad. Junto a esto, la heterogeneidad de los motores gráficos, los motores físicos y los motores de inteligencia artificial, propicia que no exista un modelo que aúne todos estos aspectos de una forma integral y coherente. Con el objetivo de unificar toda esta diversidad, presentamos un modelo formal que afronta de forma integral el problema de la diversidad en los sistemas de realidad virtual, así como la definición de los módulos principales que los constituyen. El modelo propuesto se basa en la definición de varias gramáticas que integra su actividad, su visualización y su interacción con el usuario. La descripción de un mundo se presenta como una cadena de un lenguaje L(M) que representa una secuencia ordenada de agentes que aceptan eventos y que definen la actividad del sistema. Por otro lado, la visualización del estado actual del sistema se traduce en otra cadena del lenguaje de visualización L(V) y que está compuesta de primitivas y transformaciones. Los conceptos de primitiva y transformación son mucho más amplios de lo que es habitual en estos sistemas. Las primitivas no son simples primitivas de dibujo sino acciones que se deben ejecutar en un determinado sistema de representación que es definida mediante otro lenguaje L(G) y que representa las acciones ordenadas en un determinado dispositivo visual o no. Las transformaciones, por otro lado, modifican las primitivas, dependiendo de su naturaleza. Los agentes desarrollan una o varias actividades en el mundo virtual, se visualizan mediante primitivas y transformaciones, y usan eventos que también se definen en sentido amplio. El modelo presentado tiene como virtud la separación de la actividad del sistema de los dispositivos visuales y de interacción concretos que lo componen. Esto supone varias ventajas: los dispositivos pueden ser sustituidos por otros dispositivos o por simulaciones de estos, los elementos del sistema pueden ser reutilizados, y la representación gráfica puede ser diferente dependiendo del dispositivo visual. En definitiva, se ha pretendido diseñar un sistema integral, adaptativo, reutilizable y genérico. Por último, se presentan varios casos prácticos que permiten concretar cómo se utiliza el modelo propuesto.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T19:29:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:29:38Z : No. of bitstreams: 1 139618.pdf: 4839469 bytes, checksum: b49ae7ec97f4cb807afc205978899bdc (MD5)

En esta tesis se abordan dos problemas fundamentales relacionados con los estudios de estabilidad y seguridad de reactores nucleares, donde es necesario resolver eficientemente sistemas de ecuaciones lineales dispersos de gran dimensi'on. El primero de ellos est'a relacionado con el problema de los modos Lambda de la ecuaci'on de difusi'on neutr'onica aplicada a un caso de estudio (reactor Ringhals I, tipo agua en ebullici'on o BWR), que constituye un problema de valores propios generalizado. El segundo problema est'a relacionado con la resoluci'on de un sistema de ecuaciones lineales disperso de gran dimensi'on que surge de la discretizaci'on temporal de la ecuaci'on de difusi'on neutr'onica aplicada a otro caso de estudio (reactor Leibstadt, tipo BWR) y que debe resolverse en distintos pasos de tiempo. Para la resoluci'on de los sistemas de ecuaciones lineales dispersos de gran dimensi'on asociados al problema de los modos Lambda, en esta tesis se ha realizado un estudio num'erico del comportamiento secuencial y paralelo de algunos de los m'etodos que resuelven este tipo de problemas, tales como: m'etodos directos, m'etodos iterativos y m'etodos basados en subespacios de Krylov. Para realizar el estudio se han utilizando librer'yas de libre distribuci'on, tanto secuenciales como paralelas. Con los resultados obtenidos, se han identificado aquellos m'etodos y librer'yas que resuelven m'as eficientemente los sistemas lineales para el caso de estudio seleccionado. Para la resoluci'on de los sistemas de ecuaciones lineales dispersos del caso din'amico, en esta tesis se han propuesto m'etodos iterativos multipaso para la aceleraci'on de su resoluci'on, los cuales tambi'en se han implementado secuencial y paralelamente utilizando librer'yas de libre distribuci'on. En la experimentaci'on de estos m'etodos iterativos multipaso propuestos se ha podido comprobar que se ha alcanzado una aceleraci'on considerable y que pueden ser una opci'on apropiada para llevar a cabo simul / Flores Sánchez, O. (2009). Estudio de librerías paralelas de libre distribución y algoritmos paralelos iterativos multipaso para la resolución de sistemas de ecuaciones lineales dispersos. Aplicación a la ecuación de difusión neutrónica [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4334 / Palancia