Ultrasound imaging in rural areas often faces challenges due to the scarcity of skilled radiologists or sonographers. This research explores enhancing ultrasound imaging focused in resource-scarce settings via external anatomical landmarks for asynchronous ultrasound acquisition using artificial intelligence (AI) and computer vision algorithms based on the nature of the acquisition. First, it addresses lung ultrasound health status by generating one single image by sweeping the transducer in a sagittal position along the chest. The validation was performed using normal and abnormal cases. Second, a multi-camera system for ultrasound probe tracking with AI is proposed. The results were evaluated by quantitative measurements of speeds, angles, and simulation of lung VSI protocol. Third, a 3D segmentation of breast tumors using ultrasound videos acquired by asynchronous protocols was realized. A representative frame of the videos is extracted to analyze the nature and determine if is a benign or malignant case. Fourth, a set of obstetric data acquired by asynchronous protocols for the assessment of fetal head presentation and placenta position was realized. Fetal biometry such as head circumference and biparietal diameter were calculated and compared with physician measurements. Finally, an elastography approach was tested for plantar soft tissue assessment by a test-retest experiment for biomechanical characterization. An automatic calcaneus segmentation was employed in the B-mode as an aid in the visualization and for an immediate region of interest selection. The results were compared with the manual selection of the region of interest and the respective calcaneus segmentation. The findings of this work demonstrate a substantial advancement in the field of ultrasound imaging, especially tailored for resource-limited settings. / Las imágenes ecográficas en zonas rurales enfrentan desafíos debido a la escasez de radiólogos o sonografistas. Esta investigación explora la mejora de las imágenes por ultrasonido enfocadas en indicadores anatómicos externos para realizar adquisiciones asíncronas haciendo uso de inteligencia artificial (IA) y de algoritmos de visión por computadora basados en la naturaleza de la adquisición. En el primer capítulo, se aborda el estado del pulmón haciendo uso de ultrasonido pulmonar generando una sola imagen haciendo un barrido del transdutor en posición sagital con respecto al pecho. La validación fue realizada usando casos normales y anormales. En el segundo capítulo, se propone un sistema de adquisición con múltiples cámaras para hacer un seguimiento del transductor. Los resultados fueron comparados cuantitativamente realizando mediciones de velocidad, ángulos y de simulación del protocolo protocolo VSI pulmonar. En el tercer capítulo, se implementó una segmentación 3D para tumores de mama usando videos de ultrasonido adquiridos de manera asíncrona. Se extrajeron imágenes representativas de cada video para determinar si es benigno o maligno. En el cuarto capítulo, se trabajó con un conjunto de datos obstétricos adquiridos por protocolos asíncronos para la evaluación de la cabeza fetal y posición fetal. La biometría fetal como la circunferencia de la cabeza y diámetro biparietal fueron calculados y comparatods con mediciones de radiólogos. Finalmente, se evaluó un método de elastografía para la evaluación del tejido plantar realizando un experimento repetitivo para su caraterización biomecánica. Posteriormente, se propuso la segmentación automatizada del calcáneo utilizando las imágenes en modo B como apoyo en la visualización y para una inmediata selección de región de interés. Los resultados fueron comparados con la selección manual de la región de interes y su respectiva segmentación del calcáneo. Los hallazgos de este trabajo demostraron los avances sustanciales en el campo de imágenes de ultrasonido, especialmente diseñada para entornos con recursos limitados

En los últimos años, el fenómeno conocido como cambio climático se está volviendo cada vez más notorio. Como resultado de este fenómeno, uno de los sectores que se verá más afectado será el de los recursos hídricos debido al impacto que se tendrá sobre el ciclo hidrológico y en los sistemas de gestión de agua, y a través de estos, en los sistemas socioeconómicos. Uno de los impactos conocidos es el conjunto de modificaciones en los patrones de precipitación y caudal de los ríos que afectarán a todos sus usuarios. Los caudales de ríos se forman por sedimentos que han sido y están siendo transportados por agua que fluye y por lo general se pueden clasificar en 4 formas básicas: rectos, meandros, trenzados y anastomosados. Es importante el tener reconocidos los distintos ríos y para ello no basta con conocer su localización sino además tener mapeadas las características de estos según su canal aluvial. Uno de los métodos tradicionales para caracterizar la morfología de un río (anchura, sinuosidad, características de inundación, etc.) es a través de trabajo de campo, que es costoso y demanda tiempo. Estos métodos no sólo consumen tiempo, sino que además, son extremadamente difíciles de llevar a cabo debido a que están sujetos a factores como inundaciones, mareas y tormentas que pueden hacer el lugar inaccesible y peligroso para recolectar información. El presente proyecto de fin de carrera propone una solución ante el problema de la dificultad y alto costo que supone la realización del trabajo de campo que permita caracterizar la morfología de un río. La solución planteada es una nueva técnica computacional para la caracterización automática de la morfología de los ríos, Dimensión Fractal Multi-escala, el cual aprovecha las características fractales de formación de elementos naturales como los ríos. El proyecto inicia con un proceso de limpieza de ruido a los datos de entrada que son esqueletos de ríos, para luego, por cada uno, aplicar el método de Crossing Number para obtener la multiplicidad de canal. Seguidamente, se elaborará una Curva Fractal aplicando el método de Dimensión Fractal Multiescala y de la curva obtenida se extraerán puntos de interés para generar un vector de características necesario para la clasificación. A continuación, se entrenará un clasificador empleando los vectores de características para generar un modelo predictivo. Finalmente, el modelo será evaluado mediante la clasificación de un nuevo esqueleto de río.

Este trabajo trata sobre la aplicación de dos algoritmos de búsqueda a la selección de individuos óptimos en la población inicial de un algoritmo genético, y la consiguiente comparación entre ambos. El primero de ellos es el algoritmo meta-heurístico GRASP, y el segundo es el algoritmo cuántico de Grover. El algoritmo cuántico de Grover forma parte de una nueva generación en las ciencias de la computación: la computación cuántica. Y por tanto hace uso de conceptos matemáticos y físicos completamente distintos a los usados en la programación clásica. En esta tesis se presenta un análisis general de ambos algoritmos, siendo de especial mención el análisis del algoritmo cuántico de Grover, ya que incluye un modelo matemático del funcionamiento del mismo. Este modelo será de suma importancia para simular la ejecución del algoritmo de Grover en una computadora clásica, dada la carencia de una computadora cuántica sobre la cual realizar esto. Luego, se preparan dos procesos experimentales, los cuales se usarán para realizar la comparación de eficacia y eficiencia entre las ejecuciones de los dos algoritmos. Posteriormente, se presenta el diseño e implementación de los algoritmos, ambos aplicados a la selección de individuos de un algoritmo genético genérico. Una vez ambos algoritmos se encuentren correctamente implementados y funcionales, se ejecutarán las pruebas experimentales que permitan realizar la comparación entre ellos. Finalmente se realizan las conclusiones y observaciones del caso en base a los resultados numéricos obtenidos en la fase experimental.

We introduce a data-driven approach to aid the repairing and conservation of archaeological objects: ORGAN, an object reconstruction generative adversarial network (GAN). By using an encoder-decoder 3D deep neural network on a GAN architecture, and combining two loss objectives: a completion loss and an Improved Wasserstein GAN loss, we can train a network to effectively predict the missing geometry of damaged objects. As archaeological objects can greatly differ between them, the network is conditioned on a variable, which can be a culture, a region or any metadata of the object. In our results, we show that our method can recover most of the information from damaged objects, even in cases where more than half of the voxels are missing, without producing many errors. / Tesis

Tumor-infiltrating lymphocytes (TILs) have received considerable attention in recent years, as evidence suggests they are related to cancer prognosis. Distribution and localization of these and other types of immune cells are of special interest for pathologists, and frequently involve manual examination on Immunohistochemistry (IHC) Images. We present a model based on Deep Convolutional Neural Networks for Automatic lymphocyte detection on IHC images of gastric cancer. The dataset created as part of this work is publicly available for future research. / Tesis

Esta tesis pretende demostrar que el nuevo sujeto generado por la sociedad virtual se está convirtiendo en un objeto cada vez menos capaz de establecer vínculos sociales o de pareja, ya que está controlado por la tecnología, el mercado y los medios de comunicación. Esta condición de objeto lo inserta en un mundo de simulacro que lo induce a creer que los afectos también pueden fabricarse y comprarse, y que el otro es totalmente reemplazable. El mandato al goce permanente, propio del capitalismo, ha ido construyendo una sociedad cínica, hedonista y narcisista, donde el modo de inserción social ya no se logra por identificación con el otro, sino prescindiendo de este. Para argumentar estas afirmaciones se tomará como materia de estudio un fenómeno social que se está produciendo en algunas partes del mundo, mediante el cual ciertas personas establecen complejas relaciones, no solo sexuales sino afectivas y hasta matrimoniales, con diferentes objetos tales como las Real Dolls, unas muñecas de silicona de aspecto real; las Real Botix y su prototipo Harmony, un robot con inteligencia artificial que cumple la función de pareja sexual y de compañía; y un conocido simulador de citas virtuales, creado en Japón, llamado Love Plus mediante el cual muchos jóvenes están estableciendo relaciones emocionales (a través de la pantalla) con un dibujo anime. Mediante el análisis de los objetos previamente mencionados y de las distintas categorías de pensadores tales como Baudrillard, Jameson, Lacan, Han, Zizek, Badiou, entre otros, se irá evidenciando cómo se ha producido progresivamente este cambio en la estructuración del lazo social y cómo el hombre se ha ido alejando cada vez más del otro y de sí mismo como sujeto. Asimismo, se irá demostrando que el ser humano puede llegar a confundir de tal modo la realidad con lo virtual que es capaz de proyectar rasgos humanos en estas muñecas, robots y animes, y de sentir afecto por ellos. Veremos cómo, en la actualidad, la tecnología nos obliga a pensar en estas hibridaciones innegables: lo humano que se une con la máquina, lo real que se une con lo virtual. Finalmente, se demostrará que el desmesurado uso de la tecnología deviene en un aislamiento y soledad progresivos, menguando las relaciones interpersonales y asociando al amor como algo que tiene un precio en el mercado. / The purpose of this thesis is to prove that the new subject that the virtual society has given rise to is turning into an object that is increasingly unable to build social ties (with groups or individuals) due to its control by technology, the markets, and the media. This “object” status places this subject in a world of simulacrum (simulation), leading it to believe that feelings can also be manufactured and bought, and that the Other is fully replaceable. The decree for perpetual enjoyment (jouissance) that characterizes capitalism has bred a cynic, hedonist and narcissistic society where social integration is no longer achieved through identifying oneself with others, but by dispensing with them. To substantiate these statements, a social phenomenon that is taking place in some parts of the world will be explored as a subject of study. This phenomenon has allowed some individuals to build complex relationships, not only sexual but also emotional and even marital, with different objects such as the “Real Dolls”, silicone dolls with a realistic appearance; the “Real Botix” and its prototype “Harmony”, a robot with artificial intelligence that serves as a sexual partner and companion; and a known virtual dating simulator, created in Japan, known as “Love Plus”, through which many young people are building emotional on-screen relationships with an anime drawing. Through analyzing these objects and the different categories of thinkers, such as Baudrillard, Jameson, Lacan, Han, Zizek and Badiou among others, the evidence drawn will enable the understanding of this restructuring of social bonds and how human beings have gradually grown apart from themselves as subjects and from each other. This thesis will also show the extent to which some human beings may muddle the real with the virtual, to the point that they are capable of projecting human traits onto these dolls, robots and animes, and feel affection for them. We will see how, at present, technology compels us to ponder on these irrefutable hybridisations, i.e., human bonding with machines, real bonding with virtual. Finally, evidence will show that the disproportionate use of technology results in gradual isolation and loneliness, diminishing interpersonal relationships and relating love to a market price.

La presente tesis doctoral, con un enfoque cualicuantitativo (mixto), se enmarca en la línea del análisis de sentimientos en redes sociales, forma parte del proyecto Life, que busca crear una plataforma integral para detectar y brindar apoyo especializado a usuarios de redes sociales que publican textos con contenido suicida. Por ello se desarrolló el Corpus Life para realizar experimentos con algoritmos de aprendizaje automático, mismo que originalmente constaba de 102 mensajes suicidas (71 textos en inglés y 31 textos en español), 70 de estas muestras Sin Riesgo y 32 con Riesgo. Pero debido al escaso número de muestras y al desbalance entre ellas, los resultados generados no eran confiables. Por ello esta investigación tuvo como objetivo general desarrollar un método semi-supervisado para detectar, clasificar y anotar en el Corpus Life, textos extraídos de entornos digitales, con el fin de incrementar su número de anotaciones, mediante un proceso de evaluación automática de su calidad, previo a su inclusión o exclusión. Anotaciones que fueron evaluadas manualmente, utilizando para ello la medida de concordancia Cohen´s Kappa, con la participación de anotadores especializados quienes evaluaron los textos, alcanzando un nivel de acuerdo entre anotadores de 0,86, cercano al 0,78-0,81 de significancia estadística alcanzado automáticamente por medio del índice macro f1, con el método semi-supervisado. Lo que conllevo a alcanzar experimentos de un mayor grado de confiabilidad, por medio de un método estructurado con actividades, roles y procesos bien definidos y enlazados. / This doctoral thesis with a qualitative-quantitative (mixed) approach is part of the analysis of feelings in social networks that publish texts with suicidal content. For this reason, Corpus life was developed to carry out experiments with machine learning algorithms, which originally consisted of 102 suicide messages (71 texts in English and 31 texts in Spanish), 70 of these samples without risk and 32 with risk. But due to the small number of samples and the imbalance between them, the generated outcome was not reliable. Therefore, this research had the general objective of developing a semi-supervised method to detect, classify and annotate in the Corpus Life, texts extracted from digital environments, in order to increase their number of annotations, through a process of automatic assessments of their quality, prior to their inclusion or exclusion. Records which were tested manually, using the Cohen's Kappa concordance measure, with the participation of specialized annotators who evaluated the texts, reaching a level of agreement between annotators of 0.86, close to 0.78-0.81 of statistically significant reaching automatically by means of the f1 macro index, with the semi-supervised method. This led to achieving experiments with a higher degree of reliability, through a structured method with well-defined and linked activities, roles and processes.

El pronóstico de la generación de residuos sólidos municipales (RSM) desempeña un papel esencial en la toma de decisiones y proporciona información relevante para la gestión de residuos, así como una comprensión profunda de los factores que influyen en este proceso. En este trabajo, se desarrolló un modelo de predicción de RSM específico para Lima Metropolitana, basado en variables socioculturales, ambientales y económicas, teniendo al 2019 como año de referencia, debido a la influencia del COVID-19 en los datos sobre este tema en años posteriores a la pandemia. El modelo se construyó utilizando las cantidades per cápita de RSM generadas en cada distrito, junto con parámetros relacionados con el consumo de combustibles en el hogar (como gas natural, electricidad y gas licuado de petróleo) y características demográficas de la población (como edad, nivel de educación y gasto mensual). Dada la calidad y disponibilidad de datos, se optó por utilizar el algoritmo de random forest como técnica de predicción. Las variables analizadas se obtuvieron a partir de la Encuesta Residencial de Consumo y Uso de Energía (ERCUE) a nivel municipal. Los resultados indicaron que el algoritmo implementado explica el 51% de la variabilidad de los datos. Se espera que las recomendaciones presentadas en este estudio sirvan para investigaciones futuras relacionadas con la predicción de RSM, contribuyendo a obtener resultados más precisos y aplicables a contextos específicos. / Municipal solid waste (MSW) generation forecasting plays an essential role in decision making and provides relevant information for waste management, as well as a deep understanding of the factors that influence this process. In this work, a specific MSW prediction model was developed for Metropolitan Lima, based on sociocultural, environmental and economic variables, having 2019 as the reference year, due to the influence of COVID-19 on data on this topic in post-pandemic years. The model was constructed using per capita amounts of MSW generated in each district, along with parameters related to household fuel consumption (such as natural gas, electricity, and liquefied petroleum gas) and demographic characteristics of the population (such as age, education level, and monthly expenditure). Given the quality and availability of data, we chose to use the random forest algorithm as a prediction technique. The variables analyzed were obtained from the Residential Survey of Energy Consumption and Use (ERCUE) at the municipal level. The results indicated that the implemented algorithm explains 51% of the variability of the data. It is expected that the recommendations presented in this study will be useful for future research related to MSW prediction, contributing to obtain more accurate results applicable to specific contexts.

En este trabajo abordamos dos problemas: El de la reducción de autómatas finitos y el de la inferencia de los lenguajes regulares y estudiamos las relaciones entre ellos. Tras la introducción, en el segundo capítulo se repasan los conceptos y proposiciones básicos de teoría de lenguajes y se establece la notación utilizada a lo largo del trabajo. Lo mismo, pero en lo que concierne a la inferencia gramatical, se realiza en el tercer capítulo, donde se describe además el actual estado del arte. En el cuarto capítulo se discuten los problemas de minimalización y reducción de autómatas finitos y se demuestra el primero de los resultados centrales de esta tesis, la existencia de una cota en el tamaño de los autómatas finitos irreducibles que aceptan un determinado lenguaje regular. Se introducen además los conceptos de irreducibilidad y concisión relativas. En el capítulo quinto se discuten y amplían los conceptos de red de autómatas cocientes y completitud estructural y se introduce el concepto de universalidad estructural. Como resultado de este estudio se obtiene el segundo de los resultados centrales de este trabajo, el cual establece que cualquier algoritmo de fusión de estados que obtenga como resultado un autómata finito irreducible compatible con los datos de entrada infiere en el límite la clase de los lenguajes regulares siempre y cuando se aplique en cierta manera, por lo demás poco restrictiva. En el capítulo sexto se introduce el concepto de subautómata asociado a una palabra en un lenguaje y a partir de él se describe una nueva familia de algoritmos de inferencia de la clase de los lenguajes regulares representados mediante autómatas finitos, algoritmos que tienen la particularidad de que su complejidad temporal es función básicamente de la longitud de las palabras de la muestra de entrada, mientras que son prácticamente lineales respecto al número de las mismas. En el capítulo séptimo se describen algunos algorítmos de las familias menci / Vázquez-De-Parga Andrade, M. (2008). Autómatas finitos: irreducibilidad e Inferencia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2321

Este trabajo se centra en tolerar los fallos a nivel hardware y software en el sistema de control de un robot móvil, de tal manera que la supervisión, detección y recuperación de fallos se implementa independientemente al sistema de control y la plataforma en la que se desarrolla el robot. Esto se logra mediante el diseño de una arquitectura tolerante a fallos implementada con un Sistema Multiagente (MAS). Este sistema lo integran un grupo de agentes encargados de la detección y diagnóstico de fallos. La arquitectura tolerante a fallos está integrada por dos tipos de agentes principalmente los que se encargan de detectar y recuperar fallos a nivel de software (tareas) y los encargados de tolerar los fallos a nivel hardware (sensores, actuadores, memorias, controladores de red, microcontroladores, etc.). Estos agentes tolerantes a fallos ejecutan los mecanismos tolerantes a fallos de una manera muy simple haciendo acopio de una de sus características que es la intercomunicación y cooperación entre ellos, pudiendo así: detectar, aislar, reconfigurar y tratar de recuperar a un componente ante fallos (a nivel hardware y software) que se presenten durante el funcionamiento de robot. Para poder desarrollar eficientemente la arquitectura tolerante a fallos propuesta fue necesario modificar la arquitectura de control a nivel software denominada 3+ integrada en el robot, así cómo la arquitectura física (distribuida compuesta por nodos, donde a cada nodo se le conecta como máximo 2 dispositivos ya sea de entrada y/o salida, cada nodo cuenta con un microcontrolador, y sus tareas de control, navegación y planeación). El SMA que constituye la arquitectura tolerante fallos propuesta, fue diseñada utilizando la metodología MaSE (Multi-Agent Systems Software Engineering) [DeLoach 2001] ya que su contracción esta realizada bajo modelos matemáticos bien definidos. El uso esta metodología para modelar el SMA nos fue muy útil ya que sirvió de guía en el desa / Alexandres García, MG. (2007). Propuesta de una arquitectura tolerante a fallos basada en agentes inteligentes para el control de un robot móvil [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3442