En muchas situaciones prácticas es necesario el uso de modelos que puedan predecir una colección de datos limitados por un intervalo cuya suma sea una constante por cada unidad estadística. Este tipo de variable respuesta se conoce como datos composicionales. Por otro lado, el número de covariables que se usan para el entrenamiento de este tipo de modelos pueden provenir de datos asociados a imágenes como la intensidad de los pixeles. En ese contexto, se propone el uso de las redes neuronales convolucionales como una primera alternativa para intentar estimar este tipo de variable respuesta. Se utiliza la distribución de Dirichlet como distribución condicional de los datos y nalmente se propone una aplicación del modelo utilizando imágenes de prendas de vestir que se venden por catálogo en donde el objetivo es predecir las participaciones de las tallas que se venden por cada unidad estadística.

La elastografía abarca un grupo de técnicas no invasivas para la caracterización de tejidos como complemento al diagnóstico médico de diversas patologías. Una de estas técnicas es la Elastografía por Campo Reverberante (R-SWE, por sus siglas en inglés) que genera un campo reverberante acústico en el tejido de interés mediante múltiples fuentes de vibración, asumiendo una distribución isotrópica de ondas planas para facilitar el cálculo de la velocidad de onda de corte (SWS), la cual es proporcional a la elasticidad del medio. Su factibilidad ha sido validada para la caracterización de mamas, hígado, riñones, musculo y pie; sin embargo, el cálculo de la SWS ha sido comprobado mientras se verifique la uniformidad del campo. El modelo actual se basa en la umbralización del coeficiente de determinación R2 producto del ajuste de curva a la autocorrelación de la velocidad de partículas, no obstante, este es insuficiente como determinador y no analiza propiamente el concepto de uniformidad. En el presente trabajo, se presenta el estudio del fenómeno de uniformidad en un campo reverberante, mediante la extracción y análisis de estimadores estadísticos usados en campos reverberantes de ondas electromagnéticas con sus equivalencias en ondas mecánicas acústicas. Se propone un modelo identificación de campos reverberantes uniformes para la asistencia de la R-SWE, basado en clasificadores automáticos (Regresión Logística, LDA y SVM).

En la presente tesis se muestra el diseño y desarrollo de un sistema automático, basado en un posicionador de coordenadas esféricas, que permita obtener del patrón de radiación y balón de directividad de un altavoz. En dicho trabajo se presenta el proceso de investigación seguido, comenzando con la identificación y definición del marco problemático, pasando por la investigación del estado del arte en esta materia la cual nos brindará la información necesaria para plantear una solución útil; esta solución una vez diseñada e implementada permitirá realizar mediciones con diferentes resoluciones angulares consiguiendo así resultados del patrón de radiación y la directividad 3D del altavoz en evaluación en esta tesis, estos resultados serán analizados y documentados. La primera parte del documento presenta el análisis de la problemática, la cual resalta la importancia y gran utilidad del patrón de radiación y directividad de una fuente sonora en diversas aplicaciones del audio y la acústica, planteando así la necesidad de obtener estos parámetros acústicos. Al finalizar el capítulo se declara el marco problemático que supone la obtención de la directividad, analizando para ello todos los factores y aspectos que se deben tomar en cuenta durante las mediciones del patrón de radiación. Con el marco problemático ya declarado, se plantea la necesidad de diseñar un sistema capaz de solucionar los problemas en la obtención de estos parámetros; para ello se investiga el estado del arte donde se estudian los métodos y técnicas existentes vigentes tanto para la caracterización y medición de la respuesta del altavoz, para el procesamiento de señales, así como para el posicionamiento y medición angular. Luego de haber investigado el estado del arte, en el tercer capítulo se plantea un sistema automatizado capaz de realizar barridos angulares en el espacio circundante y que obtenga la respuesta en frecuencia (H1) de un altavoz convencional a partir del auto espectro de la respuesta impulsiva promedio del sistema y más técnicas que se verán en el desarrollo del capítulo. En detalle se presentan los aspectos técnicos y teóricos por etapas del diseño del sistema mencionado. En el cuarto capítulo se presentan los resultados obtenidos de los ensayos realizados, los problemas encontrados durante los mismos y un análisis de los resultados confrontándolos con los datos teóricos y las hipótesis planteadas inicialmente; es a partir de estas conclusiones que se podrán plantear recomendaciones de uso y eventuales mejoras a futuro. Finalmente se expone un modelo de negocio elaborado a partir del sistema automático desarrollado; este emprendimiento se basa en brindar un servicio de medición de la directividad de altavoces y fuentes sonoras a empresas fabricantes, arquitectos, ingenieros de sonido y público en general, entregando información completa y confiable sobre las características de radiación de sus altavoces. Cabe resaltar que este sistema podría ser también utilizado para evaluar la radiación de otras fuentes no acústicas tales como antenas o fuentes luminosas.

El nivel de complejidad textual puede ser un inconveniente para algunas personas al momento de usar Chatbots, debido a que estos programas podrían dar respuestas cuyo nivel de complejidad no sea el que entienda el usuario. Entonces, aquellos Chatbots deberían ser entrenados con un conjunto de datos cuya complejidad textual sea la deseada, para evitar confusiones con los usuarios. Para ello, se define una revisión sistemática, en la cual se usan las bases de datos de Google Scholar, ACM Digital Library e IEEE Xplore, de las cuáles se obtiene la información necesaria empleando las palabras claves definidas por el método PICOC, obteniendo un total de treinta y ocho documentos que evidencian la existencia de distintas métricas para analizar la complejidad textual de textos, así como experimentos de entrenamiento con Chatbots y los correspondientes resultados de sus interacciones con los usuarios. Además, analizando documentos de tesis asociadas al tema de investigación, se refuerzan los conceptos de que la complejidad textual puede ser analizado mediante conjunto de métricas. Finalmente, en base a lo desarrollado en la revisión de la literatura y documentos de tesis, se presentan las conclusiones deducidas.

La visión estereoscópica es la capacidad de adquirir dos imágenes en simultáneo cuando sus cámaras están separadas a una corta distancia; para que mediante algoritmos de procesamientos de imágenes se pueda determinar la correspondencia entre el pixel de la imagen original y su par estéreo. Existen diferentes algoritmos de correspondencia, siendo uno de ellos la transformada Census, la particularidad de este algoritmo es el uso de la operación lógica XOR, por lo que su desarrollo es a través de dicha compuerta digital; asimismo, la transformada Census permitirá obtener la distancia de Hamming y próximamente desarrollar la función costo de correspondencia para determinar los pixeles correspondientes dentro del par estéreo. Dicho algoritmo puede ser desarrollado en diferentes dispositivos electrónicos como la tarjeta de desarrollo FPGA, estas tarjetas cuentan con elementos adicionales al chip FPGA como una memoria externa SDRAM de 64 MB que puede ser usado para el almacenamiento de información y un procesador NIOS II para enviar la información de las imágenes estereoscópicas al módulo digital de transformada Census. En este trabajo se busca realizar el modelo de solución en base a la teoría del algoritmo de correspondencia en imágenes estereoscópicas a través de transformada Census y realizar un modelo de solución para su desarrollo en un FPGA.

El presente trabajo de investigación tiene como objetivo principal la realización del diseño conceptual de un sistema mecatrónico que ayudará a los restaurantes de pollos a la brasa, a contar con una propuesta automatizada para la cocción y facilitar empaquetamiento de pollos, buscando realizar el empaquetamiento sin la intervención humana. Para lograr el objetivo principal, se debe determinar los factores de mercado, implementación y tecnología en relación a los hornos de pollos a la brasa. Con el diseño del horno, se busca brindar una solución que de mayor resiliencia a las pollerías frente a factores adversos como a las consecuencias producto del COVID-19. Como principal conclusión del trabajo, se logró diseñar preliminarmente un horno de pollos a la brasa, que luego de alcanzar la cocción deseada, serán extraídos automáticamente para ser llevados a una máquina empaquetadora.

En el presente trabajo se ha realizado el estudio de un sistema de radiotelescopio y sus componentes, teniendo principal interés en el sub sistema de control de movimiento del radiotelescopio de 20 metros de diámetro, el cual fue diseñado por el Instituto de Radioastronomía y será instalado en el campus de la universidad de la Pontificia Universidad Católica del Perú. El trabajo presenta una propuesta de diseño y desarrollo de un software para supervisar y controlar el movimiento del radiotelescopio con montura altazimutal. Los programas han sido desarrollados en el lenguaje de programación LabVIEW de National Instruments. Asimismo, se ha realizado una descripción de los módulos que componen el sistema de adquisición y envío de datos, los dispositivos de comunicación, controladores y componentes eléctricos, asimismo se presentan los programas que procesan en tiempo real, almacenan y transmiten datos a través de protocolo de puerto serial. Los cambios de orientación en azimut y elevación del reflector primario de la antena parabólica reflectora, son ejecutados por las tarjetas de control de motores. La posición de los ejes se obtiene a partir de los datos recibidos de los codificadores de posición angular absoluto cuya resolución numérica alcanza 222 bits. El envío y recepción de datos es gestionado por el software de control, el cual envía instrucciones a la tarjeta de control principal para cambios en el posicionamiento del radiotelescopio y recibe: la lectura de la posición de los ejes, estado de la antena, así como la hora local, hora sideral y hora UTC. Se ha estudiado, además, la proyección de los objetos en la esfera celeste, sus coordenadas de posición y las pruebas de ingeniería (apuntado y observaciones), para mostrar en una interfaz el Diagrama de Astros de la esfera celeste, donde se visualiza la posición del radiotelescopio y los objetos celestes en un mapa de coordenadas ecuatoriales, a la vez permite programar un calendario de observaciones astronómicas. El programa cuenta además con un catálogo de objetos celestes almacenados en la “Base de datos de Astros”. Como parte final del trabajo, se presentan los resultados obtenidos con el radiotelescopio de 8 metros, instalado en el Instituto de Radioastronomía de la Pontificia Universidad Católica del Perú, asimismo se presentan los programas, interfaces desarrollados, reportes y gráficas. / In this thesis, the study of the 20-meter radio telescope system and its components was developed with main interest on its position control subsystem. This radio telescope was designed for the Institute for Radio Astronomy and will be installed on the University Campus PUCP. This work presents a proposal of software design to supervise and control the position of a radio telescope with an altazimuth mount. The programs have been development with LabVIEW language from National Instruments. A description of modules that compose the acquisition and send data system, the communications dispositive, controllers and electrical components, has been made; likewise, as well as the programs that process data in real time, store and transmit data through the protocol of serial port. The orientation changes in azimuth and elevations of the parabolic primary reflector antenna, are executed by the motor control card. The position of the axes is obtained from the absolute encoders with maximum numeric resolution to 222 bits. The sending and receiving data is managed by control software, which send instructions to the main control card for changes in the positioning of the radio telescope, and receives the reading of the position of the axes, antenna status, as well as the local time, sidereal time and UTC time. The projection of the objects on the celestial sphere, their position coordinates and engineering test (pointing and observations) have been also studied, to show on an interface the Astros Diagram of the celestial sphere, where the position is visualized of the radio telescope and celestial objects in a map of equatorial coordinates, at the same time allows to program a calendar of astronomical observations. The program also has a catalog of celestial objects stored in “Astros Database". As a final part of the work, the results obtained with the 8-meter radio telescope, installed in the Radio Astronomy Institute of the Pontifical Catholic University of Peru, are presented, as well as the programs, developed interfaces, reports and graphs.

Actualmente, la inteligencia artificial es una de las áreas de investigación más importantes para el desarrollo de tecnología en múltiples disciplinas. Aunque ha tenido un crecimiento exponencial en los últimos años, el entendimiento de cómo funciona es mínimo para la mayoría de las personas. En consecuencia de ello, su uso en actividades que implican una toma de decisiones es limitado, lo cual se evidencia en el Reporte 2023 de Artificial Intelligence Index [1]. Según este reporte, el cambio porcentual en las respuestas de adopción de la inteligencia artificial por industria y actividad entre el 2021 y 2022 ha sido de -15% y -13% para las actividades de marketing y ventas, y desarrollo de productos y/o servicios, respectivamente. Frente a esto se propone el diseño de un modelo que permita explicar los componentes básicos de un sistema basado en inteligencia artificial a través de un chatbot conversacional en idioma inglés. De este modo, la explicación se brinda en un formato sencillo (texto) y a través de un medio interactivo (conversación). El modelo explicativo se basa en la ontología XAIO, propuesta en este estudio y desarrollada a partir de dos ontologías de aprendizaje de máquina e inteligencia artificial explicable. Haciendo uso de un modelo de generación de lenguaje natural a partir de datos estructurados, el modelo explicativo genera explicaciones en lenguaje natural basadas en el conocimiento descrito en las tripletas de la ontología XAIO. Para evaluar el modelo se implementó un chatbot conversacional que utiliza un modelo de entendimiento de lenguaje natural para identificar intenciones y entidades, a partir de las cuales se realizan las consultas en la ontología que permiten obtener las tripletas. En la evaluación cuantitativa se obtuvo un BLEU promedio de 76.97, lo cual indica un buen desempeño en la tarea de generación de lenguaje natural a partir de datos estructurados. Asimismo, se desarrollaron sistemas de inteligencia artificial explicable con chatbot para la prueba con usuarios y se obtuvo un SUS de 69, indicando una usabilidad por encima del promedio. Finalmente, también se realizó una evaluación cualitativa para obtener las apreciaciones de los participantes acerca de los sistemas, las cuales señalan la coherencia al momento de responder, la sencillez de las respuestas y la interacción amigable con el chatbot. / Nowadays, artificial intelligence is one of the most important research areas for the technological development of many disciplines. Although it has grown exponentially in recent years, understanding of how it works is minimal for most people. Consequently, its use in decision making activities is limited, as evidenced in the Artificial Intelligence Index Report 2023 [1]. According to this report, the percentage change in the response of artificial intelligence assimilation by industry and activity between 2021 and 2022 has been -15% and -13% for marketing and sales activities, and product and/or service development, respectively. In view of this, we propose the design of a model to explain the basic components of a system based on artificial intelligence through a conversational chatbot developed in English. Thus, the explanation is provided in a simple format (text) and through an interactive manner (conversation). The explanatory model is based on the XAIO ontology, proposed in this study, and developed from two ontologies of machine learning and explainable artificial intelligence. Using a natural language generation model from structured data, the explanatory model generates natural language explanations based on the knowledge described in the triplets of the XAIO ontology. For evaluation purposes, a conversational chatbot was implemented. This chatbot uses a natural language understanding model to identify intentions and entities. Then it uses ontology queries build from the intentions and entities to get the ontology triplets. Regarding quantitative evaluation, an average BLEU of 76.97 was obtained, which indicates a good performance in the task of natural language generation from structured data. Likewise, explainable artificial intelligence systems were developed with chatbot for user testing and a SUS of 69 was obtained, indicating above-average usability. Finally, a qualitative evaluation was also carried out to obtain the participants' feedback about the systems. They mainly pointed out the coherence at the time of answering, the simplicity of the answers and the friendly interaction with the chatbot.

Los manuscritos históricos contienen valiosa información, en los últimos años se han realizado esfuerzos para digitalizar dicha información y ponerla al alcance de la comunidad científica y público en general a través de imágenes en bibliotecas virtuales y repositorios digitales. Sin embargo, existen documentos y manuscritos históricos escritos en un lenguaje extinto en la actualidad y una cantidad limitada de profesionales expertos en la interpretación y análisis de dichos documentos. Las imágenes de los documentos y manuscritos históricos poseen características particulares producto precisamente de su antigüedad como por ejemplo: La degradación del papel, el desvanecimiento de la tinta, la variabilidad en iluminación y textura, entre otros. Tareas como recuperación de información o traducción automática de imágenes de manuscritos históricos requieren una etapa de pre-procesamiento importante debido a las características mencionadas en el párrafo anterior. Entre las tareas de pre-procesamiento se puede mencionar la binarización y la segmentación de la imagen en regiones de interés. La presente tesis se enfoca en el procedimiento de segmentación en regiones de interés de las imágenes de manuscritos históricos. Existen métodos para segmentar imágenes de documentos históricos basados fundamentalmente en la extracción manual de características con previo conocimiento del dominio. La finalidad de la presente tesis es desarrollar un modelo general que automáticamente aprenda a extraer características de los pixeles de las imágenes de los documentos históricos y utilizar dichas características para clasificar los pixeles en las clases que previamente se definirán. / Tesis

Actualmente aún existen áreas de la Amazonía donde se puede encontrar especies de plantas que necesitan ser identificadas y estudiadas para poder conocer sus propiedades médicas, nutricionales, industriales, etc. En muchos casos, los especialistas realizan un análisis manual, confiando en sus habilidades sensoriales y experiencia, pero eso demanda tiempo y dinero. Por eso, es importante tener una herramienta efectiva que permita hacer un rápido y eficiente reconocimiento de las plantas. Con este trabajo queremos dar un aporte al área de la investigación de reconocimiento y clasificación de plantas, presentando los resultados de la caracterización de plantas a través de la textura de la hoja. El objetivo es evaluar el método Bouligand-Minkowski basado en dimensión fractal multiescala, usando imágenes digitales para la caracterización de la textura de hojas de la Amazonía del Perú´, con el fin de ayudar a mejorar su identificación y catalogación. Para lograr el objetivo de la investigación se trabajó con dos bases de datos: ImageCLEF 2012, con 101 especies de plantas y PERALD de 27 especies. La primera es la base de datos de validación y la segunda es objeto de la investigación. El paso inicial de este trabajo fue la aplicación de un pre- procesamiento de las imágenes de las plantas. Luego, las imágenes fueron divididas en cuadrados de 128 x 128 pixeles, seleccionando los 5 mejores por cada imagen. Este paso era necesario para facilitar la caracterización de la textura. Después se aplicó el método Bouligand-Minkowski a cada muestra para obtener los descriptores de la textura de la planta. Estos descriptores fueron la entrada al clasificador Multilayer Perceptron generando así un modelo de clasificación de plantas de base de datos PERALD. / Tesis