We proposed a novel inpainting method where we use a multi-scale approach to speed up the well-known Markov Random Field (MRF) based inpainting method. MRF based inpainting methods are slow when compared with other exemplar-based methods, because its computational complexity is O(jLj2) (L feasible solutions’ labels). Our multi-scale approach seeks to reduces the number of the L (feasible) labels by an appropiate selection of the labels using the information of the previous (low resolution) scale. For the initial label selection we use local statistics; moreover, to compensate the loss of information in low resolution levels we use features related to the original image gradient. Our computational results show that our approach is competitive, in terms reconstruction quality, when compare to the original MRF based inpainting, as well as other exemplarbased inpaiting algorithms, while being at least one order of magnitude faster than the original MRF based inpainting and competitive with exemplar-based inpaiting. / Tesis

En los últimos años, los investigadores del Laboratorio de Ecología Evolutiva de la Universidad Peruana Cayetano Heredia (UPCH) han venido estudiando especies nativas del Bosque Seco Ecuatorial del norte del Perú. Este es el caso de la Apodanthera Biflora, raíz comestible de potencial uso alimentario e industrial. Con la finalidad de desarrollar planes de sostenibilidad y preservación de la especie, los expertos requieren realizar estudios más extensos sobre los factores que afectan las características nutricionales e industriales de la especie. Para determinar estos factores se deben descubrir correlaciones temporales a partir de fuentes de datos heterogéneas. Debido a la dificultad de explotar este tipo de datos no estandarizados ni agrupados, los métodos estadísticos tradicionales no son suficientes, por lo que se requiere herramientas permitan al experto identificar qué correlaciones temporales representan patrones frecuentes relevantes. El presente trabajo evalúa el uso de las técnicas de minería de patrones secuenciales y visualización espacial, con el objetivo de determinar si su aplicación facilita la obtención de patrones frecuentes relevantes a partir de distintas fuentes de datos heterogéneos relacionados a la Apodanthera Biflora. Para lograr este objetivo, se utiliza una metodología basada en el Descubrimiento de Conocimiento a partir de Bases de Datos (KDD por sus siglas en inglés), el cuál define fases para la selección, pre procesamiento, transformación, minería y evaluación (visualización) de los datos. Los resultados obtenidos demostraron que la técnica de minería de patrones secuenciales PrefixSpan y la visualización espacial, utilizando librerías de Google Maps API y D3 Js, permitieron a los expertos la obtención de patrones frecuentes relevantes. Así mismo, la técnica de transformación GIS para datos geográficos, y la técnica de discretización por entropía y frecuencia, han permitido el pre procesamiento de datos heterogéneos. A partir de las correlaciones descubiertas, los expertos identificaron patrones frecuentes relevantes, en las localidades de Chulucanas, Cerrato, El Morante, P. Mora y El Porvenir; principalmente relacionados a las características del suelo, precipitaciones y composición química de la raíz. / Tesis

El análisis de sentimiento es un área de creciente investigación en los campos del procesamiento de lenguaje natural y la recuperación de información. En los últimos años ha habido un aumento en la aplicación de técnicas semánticas en el análisis de sentimiento, en particular con el apoyo de la aplicación de ontologías de dominio. Sin embargo, en la literatura actual no se cuenta con un estudio que reporte de manera sistemática los beneficios alcanzados con la aplicación de ontologías de dominio al análisis de sentimiento. Esta revisión sistemática tiene por objetivos realizar dicha síntesis, reportar el grado de generalización de las investigaciones realizadas, verificar el aprovechamiento de la riqueza expresiva de las ontologías de dominio y señalar el estado del arte actual en la representación de las emociones humanas por medio de ontologías de dominio en su aplicación al análisis de sentimiento. Se identificó 9 distintos problemas del análisis del sentimiento a los que se aplicó ontologías de dominio y un total de 22 beneficios de dicha aplicación. Los beneficios más reportados son: (1) el soporte para una representación estructurada de las opiniones y la vinculación de datos; (2) mayor precisión y exhaustividad en la clasificación de la polaridad; y (3) soporte para la representación de modelos emocionales. Como investigación futura se sugiere profundizar en el empleo de ontologías de dominios para analizar el sentimiento a nivel de conceptos, modelar el proceso de análisis de sentimiento, estandarizar la elaboración de ontologías de productos e integrar diversos modelos emocionales, así como aprovechar mejor la expresividad semántica y capacidad de razonamiento de las ontologías de dominio. / Tesis

El objetivo principal de esta tesis es establecer un método para el modelamiento del proceso en un lazo cerrado de control PID (Controlador Proporcional integrativo y derivativo) y con este poder encontrar los parámetros óptimos usando sintonización basada en algoritmos genéticos. En primer lugar, se explica cuál es la problemática que actualmente se tiene en la industria para realizar la sintonización de los lazos de control PID y se detalla el estado del arte de la sintonización de los controladores PID. En segundo lugar, se evalúa cual es el método de identificación en lazo cerrado que mejor representa la respuesta real del proceso de inyección de agua cruda al cajón de alimentación de las bombas de ciclones. En tercer lugar, se realiza la sintonía basada en algoritmos genéticos con el modelo obtenido con la identificación y se evalúa cual es la función de aptitud más adecuada para poder encontrar los parámetros del controlador PID. Finalmente, se presenta los resultados de la sintonización del controlador PID obtenidos para el proceso de inyección de agua cruda al cajón de alimentación de las bombas de ciclones y el proceso de control de nivel de espuma de una celda de flotación Rougher.

Durante muchos años, las diferentes industrias relacionadas con insumos químicos han generado desechos que contaminan el medio acuático y afectan negativamente el ecosistema. Actualmente, la industria de cuidado personal y de higiene del hogar tiene un gran desafío que afrontar debido a que los consumidores son cada vez más exigentes, buscan productos altamente efectivos, seguros para el uso y que no afectan el medio ambiente. Como respuesta, esta industria se viene transformando para alinearse a las nuevas necesidades del consumidor y del planeta. Las nuevas tendencias impulsan a las marcas a buscar una diferenciación creciente. Por ello, los equipos de Innovación y Desarrollo en las empresas cosméticas y de productos para el cuidado del hogar están en una búsqueda constante de materias primas y empaques que no contaminen el medio acuático. Su objetivo es crear productos respetuosos con el medio ambiente. Ante la necesidad de materias primas biodegradables para el cuidado del medio acuático, surge Kinuwa Eco. Este modelo de negocio se presenta como un tensoactivo de origen natural, biodegradable derivado de la quínoa que puede ser utilizado por la industria de cuidado personal y del hogar como ecosurfactante, reemplazando los tensoactivos tradicionales los cuales tienen un alto impacto en la contaminación de ecosistemas acuáticos. La presente solución de negocio contiene en su apartado de viabilidad económica la cifra de la inversión inicial, que asciende a $ 85,029 y se financiará en un 40% con la provisión de los accionistas y 60% por financiamiento bancario. El costo de los fondos autónomos (COK) equivale a 24.86% y se aplicó el modelo “Capital Asset Pricing Model” - CAPM, y para el cálculo del WACC, el COK con la devaluación anual, se obtuvo un valor de 15.02%. Además, se obtuvo el valor actual de los beneficios y costos sociales totales, lo que dio como resultado un VAN de tipo social de $440,355.8. / For many years, the different industries related to chemical supplies have generated wastes that pollute the aquatic environment and negatively affect the ecosystem. Today, the personal care and household hygiene industry has a great challenge to face as consumers are increasingly demanding, looking for products that are highly effective, safe to use and environmentally friendly. In response, the industry is transforming itself to align with the new needs of consumers and the planet. New trends are driving brands to seek increasing differentiation. As a result, innovation and development teams in cosmetics and home care companies are constantly searching for raw materials and packaging that do not pollute the aquatic environment. Their goal is to create environmentally friendly products. In response to the need for biodegradable raw materials for the care of the aquatic environment, Kinuwa Eco was created. This business model is presented as a natural, biodegradable surfactant derived from quinoa that can be used by the personal and home care industry as an eco-surfactant, replacing traditional surfactants which have a high impact on the contamination of aquatic ecosystems. The present business solution contains in its economic feasibility section the figure of the initial investment, which amounts to $85,029 and will be financed 40% with the provision of shareholders and 60% by bank financing. The cost of autonomous funds (COK) is equivalent to 24.86% and the "Capital Asset Pricing Model" - CAPM was applied, and for the calculation of the WACC, the COK with the annual devaluation and a value of 15.02% was obtained. In addition, the present value of the total social benefits and costs was obtained, resulting in a social NPV of $440,355.8.

En los últimos años, las películas delgadas han sido ampliamente estudiadas debido a la amplia gama de aplicaciones técnicas que presentan, algunas de las cuales están determinadas por sus propiedades eléctricas tales como la resistividad. Generalmente, algunas propiedades medidas en la macroescala no siguen siendo válidas cuando el material es reducido a la nanoescala. Varios estudios demuestran que la resistividad en películas delgadas depende del espesor de la muestra. Por lo tanto, en la investigación y producción de películas delgadas para nuevas aplicaciones, es necesario un sistema eficaz y preciso para medir y caracterizar sus propiedades eléctricas. Con el fin de superar las limitaciones en la medición de la resistividad en películas delgadas, el objetivo de esta tesis es la de implementar un sistema de medición de la resistividad flexible implementado utilizando el software LabVIEW y conformado por instrumentos de medición Keithley y una cámara digital tipo microscopio. Este sistema presenta dos características principales: 1. Un sistema de seguimiento automático de posición (visual tracking) para determinar la ubicación de las puntas de medición sobre la muestra. Este sistema reduce los errores ocasionados por el desalineamiento de las puntas, proporciona una apropiada interfaz gráfica y es el primer paso para la automatización del sistema de medición. 2. El sistema es capaz de medir la resistividad utilizando cuatro métodos distintos (Van der Pauw, Linear Van der Pauw, y el método de las cuatro puntas lineal y cuadrado). Esta característica proporciona la posibilidad de medir una gama más amplia tanto de materiales como de dimensiones de las muestras. El desempeño del sistema desarrollado se válido midiendo muestras estándar de aluminio y tungsteno de diferentes espesores (100, 300 and 600 nm). Las películas se depositaron sobre sustrato de silicio mediante sputtering. La resistividad de las películas se midió aplicando los diferentes cuatro métodos y se obtuvo un error estándar menor a 1%. Con el _n de validar la eficacia del sistema de seguimiento visual (visual tracking), se analizó la influencia, tanto del desalineamiento como de la distribución de las puntas en la medición de la resistividad. Los resultados fueron validados por comparación con datos experimentales de la literatura y modelos teóricos de películas delgadas (Fuchs-Sondheimer, Mayadas-Shatzke y combinación de ambos modelos). Los resultados están en correlación con los datos experimentales y los modelos teóricos. Además, se confirmó la dependencia de la resistividad con el espesor. Asimismo, se demostró que el incremento de la resistividad eléctrica podrá explicarse por las contribuciones de los mecanismos de dispersión en los limites de grano y en la superficie de la película delgada. / Tesis

Image restoration consists in recovering a high quality image estimate based only on observations. This is considered an ill-posed inverse problem, which implies non-unique unstable solutions. Regularization methods allow the introduction of constraints in such problems and assure a stable and unique solution. One of these methods is Total Variation, which has been broadly applied in signal processing tasks such as image denoising, image deconvolution, and image inpainting for multiple noise scenarios. Total Variation features a regularization parameter which defines the solution regularization impact, a crucial step towards its high quality level. Therefore, an optimal selection of the regularization parameter is required. Furthermore, while the classic Total Variation applies its constraint to the entire image, there are multiple scenarios in which this approach is not the most adequate. Defining different regularization levels to different image elements benefits such cases. In this work, an optimal regularization parameter selection framework for Total Variation image restoration is proposed. It covers two noise scenarios: Impulse noise and Impulse over Gaussian Additive noise. A broad study of the state of the art, which covers noise estimation algorithms, risk estimation methods, and Total Variation numerical solutions, is included. In order to approach the optimal parameter estimation problem, several adaptations are proposed in order to create a local-fashioned regularization which requires no a-priori information about the noise level. Quality and performance results, which include the work covered in two recently published articles, show the effectivity of the proposed regularization parameter selection and a great improvement over the global regularization framework, which attains a high quality reconstruction comparable with the state of the art algorithms. / Tesis

Parallel parking, in general, is a moderate difficulty maneuver. Moreover, for inexperienced drivers, it can be a stressful situation that can lead to errors such as stay far from the sidewalk or damage another vehicle resulting in traffic tickets that range from simple parking violation to crash-related violations. In this work, we propose a computationally effective approach to perform a collisionfree parallel parking. The method will calculate the minimum parking space needed and then the efficient path for the parallel parking. This method is computationally inexpensive in comparison with the current state of the art. Moreover, it could be used by any car because the parameters needed to perform all computations are taken from the specifications of real cars. Preliminary results of this work were summarized in [1] that was presented at the 15th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems. The simulation and experimental data show the effectiveness of the method. This effectiveness is specified when the path followed by the driver and the path calculated with the method are compared. The image capture of the vehicle is used to get the path made by the driver for the parallel parking. Furthermore, road surface marks were determined (in a parking lot) as a visual aid for the drivers in order to perform the parallel parking maneuver. After analyzing the paths, it is noted that the vehicles that properly followed the marks, parked correctly. / Tesis

Los biopolímeros se han convertido en materiales de suma importancia para el desarrollo de nuevos materiales tecnológicos, y han captado la atención de científicos e inversores. Especialmente en el rubro farmacéutico, los biopolímeros han encontrado aplicación en el desarrollo de excipientes para el transporte y liberación de sustancias activas (DDS), incluso llegando a manipulaciones a nivel microscópico y/o nanoscópico. El objetivo de la presente investigación es desarrollar sistemas de transporte y liberación de fármacos a partir de micro- y nanopartículas de almidón y carragenina. El desarrollo de micropartículas y nanopartículas se realizó empleando dos métodos. Para elaborar micro/nanogeles de carragenina se empleó el método de microemulsión asistido por ultrasonido. Para ello, se aprovechó la cualidad de la carragenina de formar geles en presencia de KCl. En la elaboración de nanopartículas de almidón se empleó la técnica de nanoprecipitación, empleando reacciones de entrecruzamiento con un aditivo tripolifosfato. En ambos casos, se empleó enrofloxacina (ENX) como fármaco y la adición de fármaco se realizó junto con el surfactante Tween®80 en solución gracias a que la ENX tiene carácter liposoluble. Tras la elaboración, todos los sistemas se caracterizaron con diversas pruebas morfológicas, estructurales y térmicas, así como se estudió la capacidad de encapsulamiento y liberación de fármaco de los sistemas. Los sistemas de micro/nanogeles de carragenina cargados con ENX lograron tamaños de entre 178 y 274 nm, mientras que el diámetro hidrodinámico estuvo entre 986 y 1555 nm, con formación de suspensiones estables. Además, se demostró que la cantidad y la tasa de liberación de ENX se encuentra influenciada por la concentración de Tween®80 empleado durante la preparación. Similarmente, se obtuvieron nanopartículas de almidón cargadas con ENX, cuyos tamaños variaron ente 60 y 240 nm, aunque no se apreció capacidad de hinchamiento ni formación de suspensiones estables. Para todos los sistemas, se evidenció que la liberación de ENX se encuentra dominada por fenómenos difusivos fickianos, y pueden controlarse según la cantidad de surfactante empleado en la formulación. En conclusión, los resultados indican que las partículas de carragenina y almidón podrían ser consideradas buenas alternativas para la elaboración de excipientes y otras aplicaciones biomédicas por la facilidad de preparación y la posibilidad de controlar la cinética de liberación de fármacos y sustancias activas. Adicionalmente, los micro- y nano-objetos producidos partir de polímeros naturales tienen aplicaciones potenciales en sistemas de dosificación inteligentes, especialmente aquellos que puedan ser controlados por estímulos (eléctricos o mecánicos) dentro de nuevos dispositivos electrónicos, como los TENGs. / Biopolymers have gained attention between scientists and investors due to the feasibility to elaborate novel engineered materials. Specially in the pharmaceutical industry, biopolymers have been used to elaborate novel excipients for the drug delivery systems (DDS), designed at microscopic and nanoscopic level. The main objective of the present research is to develop drug delivery systems supported in micro/nano particles from starch and carrageenan In order to develop microparticles and nanoparticles, two methods were considered. For the elaboration of micro/nanogels from carrageenan, a microemulsion method assisted by sonication was used. In this case, the method uses the gel-forming property of carrageenan in presence of KCl. For the elaboration of starch nanoparticles, the nanoprecipitation method was utilized by using starch from native potatoes and tripolyphosphate as cross-linking agent in alkaline medium. In both cases, enrofloxacin (ENX) was used as a drug model and ENX was loaded by using surfactant Tween®80 solutions. ENX is a liposoluble drug that can be dissolved in polysorbate solutions. Starch and carrageenan systems were characterized by morphological studies, structural and thermal tests. In addition, encapsulation studies and in vitro release tests were performed. ENX-loaded carrageenan micro/nanogel systems achieved sizes between 178 and 274 nm, while the hydrodynamic diameter was 986 nm - 1555 nm, with the capacity of forming stable suspensions. Moreover, it was shown that the amount and release rate of ENX are influenced by the concentration of Tween®80 used during the preparation. Similarly, starch nanoparticles loaded with ENX were obtained, whose sizes ranged between 60 and 240 nm, although no swelling capacity nor formation of stable suspensions was observed. For all the systems, it was shown that the release of ENX is dominated by Fickian diffusive phenomena, and can be controlled according to the amount of surfactant used in the formulation. In conclusion, the results indicate that carrageenan and starch particles could be considered good alternatives for the preparation of excipients and other biomedical applications due to their ease of preparation and the possibility of controlling the release kinetics of active substances. Additionally, micro- and nano-objects produced from natural polymers have potential applications in smart DDS, especially those that can be controlled by stimuli (electrical or mechanical) in new electronic devices, such as TENGs.

El objetivo general de la presente tesis fue estudiar el proceso de cristalización y polimorfismo de la manteca de cacao (MC) en la cadena de fabricación de chocolate oscuro a partir de cacao (Theobroma cacao L.) variedad Criollo. La revisión de la literatura demostró que en la cadena de fabricación de chocolates, la fermentación del cacao es la etapa más importante porque genera el perfil aromático; pero, puede influir en la cristalización y polimorfismo de la MC y por tanto en la cadena de fabricación del chocolate, hipótesis que fue establecida a partir del análisis bibliométrico. Para la evaluación de la cristalización, polimorfismo y miscibilidad de la MC se usó Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y Microscopía Confocal Raman (CRM). Durante la fermentación espontánea se pudo notar que el cacao alcanzó su temperatura más alta (45,35 °C) a los siete días, periodo durante el cual pudo determinarse los parámetros cinéticos de cristalización de la MC en el interior del grano usando DSC y la teoría de Avrami. Se encontró que durante el proceso de fermentación se produjeron núcleos de cristales metaestables (B1’ y B2’) de MC, los cuales crecieron de manera espontánea o esporádica, en forma de plato, varillas o agujas. La técnica multivariada k-means identificó patrones que dividieron la fermentación en dos etapas: en la primera (0 – 3 días), la MC cristalizó en 15,78 minutos y en la segunda (4 – 7 días) cristalizó en 17,88 minutos, por ello se propuso un proceso de fermentación de solo tres días para cacao Criollo. Para la fabricación de chocolate fue necesario implementar una etapa previa que consistió en analizar la miscibilidad de la MC con aceite de coco (CNO) y aceite de sacha inchi (SIO). Entonces, se preparó equivalentes de manteca de cacao (CBE) mezclando la MC con cada uno de los aceites vegetales en diferentes concentraciones. Los espectros Raman mostraron que SIO se diferenció de CNO y MC por su alta proporción de insaturación, evidenciado por la alta intensidad del pico a 1662,7 cm-1. Los picos a 1745,4 cm-1 y 1733,8 cm-1 en la MC evidenciaron la existencia de las formas B2’ y B1’. Las imágenes químicas Raman y la técnica Resolución de Curva Multivariada-Mínimos Cuadrados Alternantes generaron mapas de distribución e histogramas para determinar cualitativamente la miscibilidad del aceite vegetal con la MC, mientras que con estudio se calculó la desviación estándar relativa para determinar la miscibilidad de manera cuantitativa. Ambas técnicas mostraron que mezclar MC con CNO en proporciones de 55/45 y MC con SIO en proporciones de 65/35 pueden generar CBE con alta miscibilidad, la cual se reduce al incrementar la proporción de MC. La cinética de cristalización isotérmica develó que SIO cristaliza a temperaturas inferiores a cero grados y al igual que CNO, sus propiedades térmicas se modificaron cuando fueron mezclados con la MC para formar su correspondiente CBE. CNO cristalizó más rápido que la MC, pero al mezclarse con ésta, su velocidad de cristalización y entalpía de fusión se redujeron. Finalmente, estos CBEs fueron utilizados en combinación con el régimen de temperado para producir dos tipos de chocolates oscuros (Ch-SIO y Ch-CNO), evaluando su cinética de cristalización, polimorfismo, propiedades físicas y térmicas del producto final. La velocidad de cristalización de la MC incrementó como consecuencia de los CBE y temperado, obteniendo una cristalización más rápida en el Ch-SIO (7,08 ± 0,15 min) que en el Ch-CNO (7,25 ± 0,18 min). Ambos factores produjeron chocolates con altos porcentajes de forma B2 (92,56 ± 1,49% en Ch-SIO y 90,3 ± 1,18% en Ch-CNO) que superan los valores establecidos en literatura. La presencia de esta forma polimórfica fue corroborada con los bajos valores del índice de blancura (27,55 ± 0,22 – 28,73 ± 0,54). Las propiedades físicas y térmicas de los chocolates cambiaron dentro de valores aceptables.