Aplicación web y estudio de sistemas de visualización para un sistema de predicción de crisis en el trastorno de bipolaridad

Las tecnologías relacionadas con el análisis de datos masivos están empezando a revolucionar nuestra forma de vivir, nos demos cuenta de ello o no. Desde las grandes compañías, que utilizan big data para la mejora de sus resultados, hasta nuestros teléfonos, que lo usan para medir nuestra actividad física. La medicina no es ajena a esta tecnología, que puede utilizarla para mejorar los diagnósticos y establecer planes de seguimiento personalizados a los pacientes. En particular, el trastorno bipolar requiere de atención constante por parte de los profesionales médicos. Con el objetivo de contribuir a esta labor, se presenta una plataforma, denominada bip4cast, que pretende predecir con antelación las crisis de estos enfermos. Uno de sus componentes es una aplicación web creada para realizar el seguimiento a los pacientes y representar gráficamente los datos de que se dispone con el objetivo de que el médico sea capaz de evaluar el estado del paciente, analizando el riesgo de recaída. Además, se estudian las diferentes visualizaciones implementadas en la aplicación con el objetivo de comprobar si se adaptan correctamente a los objetivos que se pretenden alcanzar con ellas. Para ello, generaremos datos aleatorios y representaremos estos gráficamente, examinando las posibles conclusiones que de ellos pudieran extraerse.

Análisis hidrológico e hidráulico mediante técnicas SIG de la peligrosidad por inundaciones en el cuenca del Pla de Sant Jordi (Mallorca)

En el presente trabajo fin de máster se pretende plantear una metodología que permita realizar un análisis de riesgo de inundación por avenidas torrenciales en una zona concreta de la Isla de Mallorca (Islas Baleares), el Pla de Sant Jordi, en el cual se vienen dando problemas de inundación de forma reiterada desde los años 70. Se propone afrontar el problema desde el método de análisis hidrológico-hidráulico con el fin de obtener una cartografía de la zona de estudio donde aparezcan indicadas las áreas susceptibles o peligrosas a ser inundadas. Todo esto se llevará a cabo empleando las herramientas que nos ofrecen las TIG, aprovechando el potencial que tienen estas en la correlación espacial de los elementos del territorio. Sus aplicaciones en el campo de los riesgos naturales son indispensables para obtener unos resultados óptimos, y poder basar en ellos, la toma de decisiones fundamentales por parte de los organismos públicos o privados para proteger a la población de cara a los desastres naturales.

Arquitectura de un sistema multi-agente para el soporte de la anotación funcional

Predecir la función biológica de secuencias de Ácido Desoxirribonucleico (ADN) es unos de los mayores desafíos a los que se enfrenta la Bioinformática. Esta tarea se denomina anotación funcional y es un proceso complejo, laborioso y que requiere mucho tiempo. Dado su impacto en investigaciones y anotaciones futuras, la anotación debe ser lo más able y precisa posible. Idealmente, las secuencias deberían ser estudiadas y anotadas manualmente por un experto, garantizando así resultados precisos y de calidad. Sin embargo, la anotación manual solo es factible para pequeños conjuntos de datos o genomas de referencia. Con la llegada de las nuevas tecnologías de secuenciación, el volumen de datos ha crecido signi cativamente, haciendo aún más crítica la necesidad de implementaciones automáticas del proceso. Por su parte, la anotación automática es capaz de manejar grandes cantidades de datos y producir un análisis consistente. Otra ventaja de esta aproximación es su rapidez y bajo coste en relación a la manual. Sin embargo, sus resultados son menos precisos que los manuales y, en general, deben ser revisados ( curados ) por un experto. Aunque los procesos colaborativos de la anotación en comunidad pueden ser utilizados para reducir este cuello de botella, los esfuerzos en esta línea no han tenido hasta ahora el éxito esperado. Además, el problema de la anotación, como muchos otros en el dominio de la Bioinformática, abarca información heterogénea, distribuida y en constante evolución. Una posible aproximación para superar estos problemas consiste en cambiar el foco del proceso de los expertos individuales a su comunidad, y diseñar las herramientas de manera que faciliten la gestión del conocimiento y los recursos. Este trabajo adopta esta línea y propone MASSA (Multi-Agent System to Support functional Annotation), una arquitectura de Sistema Multi-Agente (SMA) para Soportar la Anotación funcional...

Interacción y manipulación de estructuras de datos complejas en VizHaskell

Nuestro trabajo se ha centrado principalmente en la mejora y extensión de una aplicación web llamada VizHaskell, la cual fue creada en otro proyecto anterior. La finalidad de esta herramienta es ser utilizada en el ámbito educativo para el aprendizaje del lenguaje Haskell y, por ello, incluye diferentes mecanismos para facilitar la programación de este lenguaje, a diferencia de otras que están destinados a un uso más serio o profesional. Entre sus características están la de incluir un mecanismo de gestión de usuarios en el que cada usuario dispondrá de su propio espacio de trabajo, permitir la creación de proyectos con la que los usuarios pueden tener de una manera organizada los módulos que vayan realizando, incluso proporcionar una visión original a la hora de obtener los resultados de su trabajo y poder entenderlos mejor, mediante el uso de representaciones gráficas como tablas o escenas 3D totalmente manejables y manipulables. Todo esto es posible sin la necesidad de instalar nada más allá de un navegador compatible con HTML5. Entre las mejoras añadidas están la inclusión de dos nuevas representaciones (tablas asociativas y escenas tridimensionales), la capacidad de anidar complejas estructuras de datos y la capacidad de poder manipular las estructuras de una forma sencilla mediante el uso de conocidos elementos como son los menús contextuales, además de otras mejoras que quizás no son tan llamativas, pero no por ello menos importantes, como la incorporación de funcionalidades relacionadas con los backreferences. Todo esto podemos verlo en detalle en la memoria del proyecto.

Un sistema de control autónomo para personajes de videojuegos basado en el modelo cognitivo Creencia-Deseo-Intención

La industria del videojuego ha avanzado a grandes pasos durante los últimos años respecto a la creación de "inteligencia artificial" para sus personajes, afirmando siempre que la utilizan para dotar de realismo y credibilidad a sus personajes. Sin embargo este concepto ha variado sustancialmente año tras año, y aún hoy, la inteligencia que encontramos en los personajes está lejos de lo que uno podría esperar de ello, incluso lejos de lo ya estudiado y conocido en la correspondiente disciplina académica. En el afán por desarrollar personajes que sean realmente autónomos y tomen sus propias decisiones tras razonar acerca de lo que ocurre en el juego, en este trabajo porponemos un sistema capaz de dotar de control autónomo a los personajes de un videojuego y con potencial para mostrar una mayor inteligencia. Para ello conectamos un armazón de desarrollo de videojuegos llamado IsoUnity, desarrollado sobre el entorno Unity, con un sistema multi-agente llamado Jason e implementado en Java, que utiliza el conocido modelo cognitivo Creencia-Deseo-Intención para representar el estado interno de la mente de los agentes, que en nuestro caso serán personajes de videojuego. A la hora de producir un videojuego, se implementa mediante un sistema de agentes inteligentes, con información subjetiva sobre el mundo, objetivos y planes y tareas que realizar, el jugador tendrá una experiencia más plena. Nuestra visión es la de adoptar este sistema en el desarrollo de videojuegos independientes de perspectiva isométrica y recursos sencillos de estilo retro, de ahí el uso de IsoUnity. En esta memoria, además de explicar en detalle nuestro sistema de control, documentamos las pruebas y las adaptaciones que proponemos para llevar a la práctica este concepto, sentando las bases tecnológicas para producir un videojuego completo utilizando este sistema. Siguiendo el camino iniciado en anteriores Trabajos de Fin de Grado de esta Facultad, queríamos continuar en esa línea de trabajo afinando más el concepto y abordando un tema nuevo, el de dotar a los personajes de videojuegos creados con IsoUnity de una autonomía mayor y mejores herramientas de toma de decisión para poder interactuar con su entorno y con otros personajes.

Análisis del movimiento en secuencias de imágenes

Este trabajo presenta el desarrollo de una aplicación destinada al análisis de secuencias de imágenes para la detección de movimiento en la escena. Se trata de un campo importante de la Visión Artificial, con múltiples aplicaciones entre las que se encuentra la videovigilancia con fines de seguridad, el control de tráfico, el movimiento de personas o el seguimiento y localización de objetos entre otras muchas. Para ello se utilizan métodos de análisis como son el de Lucas-Kanade y Gauss-Seidel, que obtienen el denominado flujo óptico. Este describe el movimiento que ha tenido lugar entre las imágenes y su fundamento estriba en la determinación de las variables espaciales y temporales en las imágenes, siendo precisamente la variable temporal la que introduce el concepto fundamental para el análisis del movimiento a partir de las imágenes captadas en diferentes instantes de tiempo dentro de la secuencia analizada. Para el desarrollo de la aplicación se han utilizado técnicas propias del tratamiento de la Visión Artificial, así como la metodología proporcionada por la Ingeniería del Software. Así, se ha realizado una especificación de requisitos, se ha elaborado y seguido un plan de proyecto y se ha realizado un análisis de alto nivel, que se materializa en el correspondiente diseño e implementación, junto con las pruebas de verificación y validación, obviamente adaptados en todos los casos a las dimensiones del proyecto, pero que establecen claramente los planteamientos básicos para el desarrollo de una aplicación a nivel empresarial. La aplicación planteada se enmarca perfectamente dentro del paradigma, hoy en día en pleno auge, conocido como el Internet de las Cosas (IoT). El IoT permite la intercomunicación entre dispositivos remotos, de forma que mediante la correspondiente comunicación a través de conexiones a Internet es posible obtener datos remotos para su posterior análisis, bien en nodos locales o en la nube, como concepto íntimamente relacionado con el IoT. Este es el caso de la aplicación que se presenta, de suerte que los métodos de procesamiento de las imágenes pueden aplicarse localmente o bien transmitir las mismas para su procesamiento en nodos remotos.

Recomendación dinámica de productos a grupos con realidad aumentada

La Realidad Aumentada es una tecnología que permite aumentar el mundo real que percibimos con elementos virtuales interactivos. En esta memoria describimos el uso de esta tecnología, entre otras, para obtener información a tiempo real sobre películas. La aplicación que describimos es capaz de recoger toda la información de una película con solo enfocar su foto de portada con la cámara, pudiendo guardar y/o compartir esta información. Además, explicaremos el sistema de recomendación para grupos de personas, que también es una funcionalidad de nuestra aplicación. Este sistema recoge las valoraciones de todos los usuarios para luego hacer una recomendación grupal. Veremos de una manera detallada cómo ha sido el proceso evolutivo desde la idea inicial hasta llegar a una aplicación real.

Reconocimiento óptico de caracteres mediante imágenes en contadores de gas

La gran evolución a lo largo de este tiempo sobre dispositivos móviles y sus características, así como las vías de conexión de alta velocidad 3G/4G, han logrado dar un giro a los planteamientos económicos empresariales consiguiendo que se replanteen los costes de sus infraestructuras tradicionales, involucrando las nuevas tecnologías en su nueva estructura económica y consiguiendo invertir menos recursos humanos en el proceso de producción. Este proyecto propone una solución real para la empresa Madrileña Red de Gas. Mientras el proyecto de contadores inteligentes se termina de concretar y desarrollar, es necesario disponer de un método que automatice la lectura de los contadores analógicos mediante el procesamiento de una imagen digital a través de una aplicación informática que sea capaz de determinar el código de identificación del contador así como la lectura del consumo actual. Para la elaboración del método desarrollado se han utilizado conceptos propios de Visión por Computador y de Aprendizaje Automático, más específicamente tratamiento de imágenes y reconocimiento óptico de caracteres, mediante la aplicación de métodos en el ámbito de dichas disciplinas.

Recomendador adaptativo y entrenador Pre-Flop para NLHE

El póker en todas sus modalidades, tanto presenciales como online, lleva mucho tiempo siendo uno de los juegos de apuestas y azar más jugados del mundo. Dentro de los diferentes tipos de partidas de póker (Omaha, NLHE, PLHE, etc.) el más jugado es el NLHE, sobre el cual se va a desarrollar estetrabajo de fin de grado; particularmente la versión online de la aplicación PokerStars. Existen herramientas para recoger información de estas partidas (PokerTracker, Holdem Manager), pero de la persona que los maneje depende saber el uso de los datos que nos dan estas herramientas, además de la información de las tablas de rangos de autores como Janda (Janda, 2013), o la clasificación de manos de Sklansky-Chubukov (Muñoz, 2009). Con este trabajo queremos dar un apoyo a las personas que se inicien en el mundo del póker a tomar decisiones acertadas aunque no sean óptimas contra todos los jugadores. Algunos jugadores jugaran peor que la óptima y serán objetivos para ser “explotados” y así aumentar nuestro beneficio. Para saber cuáles son estos jugadores explotables, usaremos los datos que nos proporciona la herramienta PokerTracker 4. A la hora de obtener los datos en el momento de la jugada hemos preparado un reconocedor de imágenes adaptado a PokerStars para recoger los datos que hay en la pantalla en el momento de nuestro turno y así decidir lo que debemos hacer. También se ha implementado un entrenador de jugadas para aprender qué hacer frente a unas jugadas, que utiliza unos datos introducidos por el usuario o generados aleatoriamente, y dentro de las aleatorias se pueden simplificar para jugadores noveles a dos de las situaciones más comunes: Open Raise y 3-bet.

Inteligencia ambiental en el Internet de las cosas

En la actualidad, existe un concepto que está cobrando especial relevancia, el cual es conocido como IoT (Internet of Things, Internet de las Cosas) [1]. En el IoT [2] se define la interconexión digital de objetos cotidianos con internet, esto significa que no sólo “los humanos” tenemos la capacidad de conectarnos a internet, sino que caminamos hacia una nueva era donde prácticamente cualquier cosa podría ser conectada a internet, desde un reloj (smartwatch), como tenemos en la actualidad, hasta una nevera, una persiana, una sartén, etc. En este proyecto se ha querido aplicar ciertas fases del IoT, para convertir una información ambiental poco sesgada, proporcionada por una pequeña estación meteorológica, en un valor adicional a la hora de tomar decisiones basadas en las variables ambientales, para determinar, según un proceso de aprendizaje automático, la sensación que una persona percibe en relación al tiempo meteorológico en un determinado momento. Para ello utilizamos una serie de sensores que se encargan de darnos la información ambiental necesaria (como la temperatura, humedad y presión atmosférica) una fuente de procesamiento como puede ser un micro-controlador, para después poder manejarla y procesarla en la nube, de forma remota, adquiriendo así el valor añadido que se espera en el IoT. Además, en este proyecto se aplican técnicas de Inteligencia Artificial para ayudar al usuario en esa toma de decisiones, mediante un proceso de entrenamiento previo, que permite obtener información relevante para aplicarla posteriormente en el contexto meteorológico mencionado. Para manejar todos estos conceptos y elementos, se hace uso de servicios Web, bases de datos, procesamiento y aprendizaje automático, integrando todos los servicios en una misma plataforma que facilite la comunicación de todos los elementos involucrados.

Sensor IoT para monitorización de consumo de energía en continua

Hoy en día la mayor parte de los sensores de energía IoT (Internet of Things) están orientados a la medida de corriente alterna (AC). No son aptos para monitorizar equipos que no estén conectados a la red eléctrica (baterías, paneles fotovoltaicos, etc.) o que formen parte de otros equipos más grandes y que estén situados detrás del transformador (ej. aceleradores de cómputo en supercomputadores). El presente trabajo tiene como objetivo principal construir un sistema, con una instalación sencilla y reducida, que permita la monitorización de consumo de dispositivos conectados a corriente continua. Toda la información recogida será mostrada a través de una interfaz web, que nos permitirá observar los cambios en el consumo en tiempo real con un intervalo de actualización especificado por el usuario. Además el sistema será robusto, con bajo coste de implementación y permitirá una alta escalabilidad, ya que el objetivo del proyecto es que sea escalable a nivel de centro de datos o institución.

Aplicación de videojuegos educativos teatrales en dispositivos móviles y fijos

En un mundo dominado por las nuevas tecnologías, donde en cada casa podemos encontrar más dispositivos tecnológicos que personas, seguimos teniendo un sistema educativo basado en libros de texto, cuaderno y bolígrafo. Esto, combinado con una generación de estudiantes considerados como nativos digitales (Prensky, 2010), está haciendo que los resultados académicos sean cada vez peores, aumentando el fracaso escolar (Fernández Pérez, 1986). Sin embargo, dada la aparición de los llamados videojuegos educativos, o "serious games", y la digitalización de las aulas, se ha demostrado que aprender jugando no sólo es más divertido, sino que además es más efectivo (Wong et al., 2007). Pero, cuando un centro educativo decide invertir dinero en traer nuevas tecnologías a las aulas, surge la siguiente pregunta: ¿en qué tipo de dispositivo debo invertir? Hasta la aparición de las tablets, esta pregunta tenía una clara respuesta, ordenadores. Pero con la llegada de éstas, la respuesta no está tan clara. ¿Qué dispositivo funciona mejor en las aulas? Otro ámbito que pierde adeptos entre los más jóvenes con la llegada de tanta tecnología a los hogares, es el mundo del teatro. Cada vez son menos los jóvenes interesados en acudir al teatro, convirtiendo a éste en un espectáculo de minorías. Una vez más los videojuegos educativos pueden ser una solución, como se demuestra en la tesis doctoral de Borja Manero (Manero, Torrente, Serrano, Martínez-Ortiz, & Fernández-Manjón, 2015). Esto llamó la atención del Compañía Nacional de Teatro Clásico (CNTC), queriendo realizar más videojuegos educativos que ayuden a incrementar el interés de los más jóvenes por el teatro. Por lo tanto, tenemos dos retos por delante: el principal es encontrar el mejor dispositivo para aplicar estos videojuegos educativos. Esto nos lleva a un segundo objetivo. Desarrollar el videojuego que servirá como herramienta para el desarrollo del experimento. Desarrollamos un videojuego educativo, basado en la obra de teatro “La Cortesía de España”, representada por la CNTC. Se realizaron varios procesos de adaptación para transformar una obra de teatro clásico en un videojuego divertido y útil para la investigación. Utilizando este videojuego como herramienta educativa, realizamos un experimento en el colegio de la Comunidad de Madrid Benito Pérez Galdós(Móstoles), proporcionándonos más de 150 alumnos, de entre 9 y 11 años, para participar en el mismo. Este experimento tiene como fin demostrar qué dispositivo funciona mejor con esta generación: los dispositivos móviles (tablets) o dispositivos fijos (ordenadores). Aunque previamente los investigadores sospechaban que el resultado del experimento sería claramente a favor de las tablets, por su cercanía con los jóvenes a los que estaba dirigido, los resultados arrojan otra conclusión completamente distinta. Efectivamente los más jóvenes utilizan más las tablets que los ordenadores para jugar, pero, analizados los resultados, son los ordenadores los que mejor funcionan como herramienta de aprendizaje.

Detección de fraude bancario en tiempo real utilizando tecnologías de procesamiento distribuido

En este Trabajo de Fin de Máster se desarrollará un sistema de detección de fraude en pagos con tarjeta de crédito en tiempo real utilizando tecnologías de procesamiento distribuido. Concretamente se considerarán dos tecnologías: TIBCO, un conjunto de herramientas comerciales diseñadas para el procesamiento de eventos complejos, y Apache Spark, un sistema abierto para el procesamiento de datos en tiempo real. Además de implementar el sistema utilizando las dos tecnologías propuestas, un objetivo, otro objetivo de este Trabajo de Fin de Máster consiste en analizar y comparar estos dos sistemas implementados usados para procesamiento en tiempo real. Para la detección de fraude en pagos con tarjeta de crédito se aplicarán técnicas de aprendizaje máquina, concretamente del campo de anomaly/outlier detection. Como fuentes de datos que alimenten los sistemas, haremos uso de tecnologías de colas de mensajes como TIBCO EMS y Kafka. Los datos generados son enviados a estas colas para que los respectivos sistemas puedan procesarlos y aplicar el algoritmo de aprendizaje máquina, determinando si una nueva instancia es fraude o no. Ambos sistemas hacen uso de una base de datos MongoDB para almacenar los datos generados de forma pseudoaleatoria por los generadores de mensajes, correspondientes a movimientos de tarjetas de crédito. Estos movimientos posteriormente serán usados como conjunto de entrenamiento para el algoritmo de aprendizaje máquina.

Ejercicios interactivos en juez evaluador de problemas

Los jueces online de problemas no son nuevos y como todo, tienden a mejorarse y a renovarse. Es en este punto donde cobran sentido los ejercicios interactivos, ejercicios en los que la solución a un problema se obtiene mediante la comunicación con el propio juez. Este trabajo trata de implantar y adaptar a un juez, diseñado en sus inicios para ejercicios tradicionales, los ejercicios interactivos. Esta nueva funcionalidad no sólo está pensada para que los usuarios habituales tengan nuevos retos, sino que los alumnos que utilizan esta herramienta como apoyo en asignaturas de algoritmia tengan la posibilidad de reforzar sus conocimientos a través de este tipo de ejercicios, ya que con ellos se pueden plantear problemas que no tienen sentido con los ejercicios tradicionales.

Herramienta configurable para la evaluación y autoevaluación de la docencia virtual

En este proyecto se ha creado una aplicación web destinada a la valoración de la calidad de la docencia de asignaturas virtuales. Para ello se utiliza un modelo de evaluación que mide diferentes aspectos o factores que intervienen en la calidad. Este modelo se ha implementado en forma de un conjunto de cuestionarios que pueden ser utilizados tanto por profesores como por evaluadores. El profesor puede utilizarlo para obtener una autoevaluación de la calidad de la asignatura que ha impartido, y el evaluador lo usará en el contexto de comisiones de evaluación de la calidad de la docencia que se crean en las universidades y otras instituciones. La evaluación se realiza de forma manual por el usuario, profesor o evaluador. Sin embargo existe un conjunto de factores de evaluación que son calculados de forma automática por el sistema tomando como entrada datos acerca de la asignatura virtual. El objetivo de esta aplicación no es sólo facilitar al usuario el formulario y obtener la puntación, sino que también se obtenga de forma automática la puntuación de algunas preguntas y así poder completarlo de forma más cómoda y rápida. Los resultados que muestra la aplicación son generados de forma dinámica, así el usuario podrá tener una mejor visión sobre la evaluación.