Planificación y supervisión de flotas de robots autónomos en tareas agrícolas

El control seguro y efectivo de las malas hierbas según los principios establecidos por la Agricultura de Precisión requiere una tecnología específica, avanzada y de coste asumible dentro de los márgenes de beneficio. El uso de plataformas móviles autónomas tanto terrestres como aéreas equipadas con sistemas de percepción innovadores, sistemas inteligentes de toma de decisión y herramientas que permitan la aplicación precisa de los tratamientos herbicidas, reduce el coste asociado a la operación así como los potenciales daños ambientales y el riesgo para los agricultores. Varios son los grupos internacionales de investigación dedicados al desarrollo de tecnologías basadas en sistemas robóticos capaces de optimizar las operaciones complejas implicadas en este tipo de tratamientos de precisión. El desarrollo de sistemas autónomos de ayuda al tratamiento preciso, tanto de cultivos extensivos (malas hierbas) como de leñosos, es el objetivo principal del proyecto RHEA (Robot Fleets for Highly Effective Agriculture and Forestry Management), financiado por el 7º Programa Marco de la CE y dirigido a minimizar los insumos (agroquímicos, combustible, etc.) a la vez que garantizar la calidad y seguridad del producto así como cubrir totalmente el campo independientemente del tamaño que éste tenga. RHEA propone utilizar una flota de robots pequeños/medianos tanto aéreos como terrestres para la inspección/monitorización y posterior aplicación de fitosanitarios, lo que presenta múltiples ventajas frente al tratamiento basado en la habitual máquina de mayores dimensiones y más tradicional. Entre otras, una flota de robots de tamaño pequeño/mediano reduce el impacto sobre la compactación del suelo e interactúa de un modo más seguro con los operarios, ya que la detección e interacción se puede distribuir en varios sistemas de detección y gestión de fallos como los propuestos en la presente tesis. El trabajo de investigación presentado en esta tesis se ha desarrollado dentro de este proyecto europeo y está relacionado con el diseño, desarrollo y evaluación del nivel más alto de la arquitectura RHEA, en otras palabras, con los tres aspectos fundamentales para conseguir que los robots de la flota ejecuten el trabajo eficientemente y sin intervención humana, es decir, con la planificación, la supervisión y la gestión completa e integrada de las tareas de inspección y tratamiento...

Evaluación del rendimiento de un planificador de tareas sobre una plataforma heterogénea ARM+DSP de Texas Instruments

El presente trabajo estudia la viabilidad a la hora de aplicar un modelo de programación basado en la extracción de paralelismo a nivel de tareas sobre distintas arquitecturas heterogéneas basadas en un procesador multinúcleo de propósito general acelerado con uno o más aceleradores hardware. Se ha implementado una aplicación completa cuyo objetivo es la detección de bordes en una imagen (implementando el Algoritmo de Canny), y se ha evaluado en detalle su rendimiento sobre distintos tipos de arquitecturas, incluyendo CPUs multinúcleo de última generación, sistemas multi-GPU y una arquitectura objetivo basada en procesadores ARM Cortex-A15 acelerados mediante un DSP C66x de la compañía Texas Instruments. Los resultados experimentales demuestran la viabilidad de este tipo de implementación también para arquitecturas heterogéneas novedosas como esta última, e ilustran la facilidad de programación que introduce este tipo de modelos de programación sobre arquitecturas de propósito específico.

Evaluación y optimización de rendimiento y consumo energético de aplicaciones paralelas a nivel de tareas sobre arquitecturas asimétricas

Las arquitecturas asimétricas, formadas por varios procesadores con el mismo repertorio de instrucciones pero distintas características de rendimiento y consumo, ofrecen muchas posibilidades de optimización del rendimiento y/o el consumo en la ejecución de aplicaciones paralelas. La planificación de tareas sobre dichas arquitecturas de forma que se aprovechen de manera eficiente los distintos recursos, es muy compleja y se suele abordar utilizando modelos de programación paralelos, que permiten al programador especificar el paralelismo de las tareas, y entornos de ejecución que explotan dinámicamente dicho paralelismo. En este trabajo hemos modificado uno de los planificadores de tareas más utilizados en la actualidad para intentar aprovechar todos los recursos al máximo, cuando el rendimiento así lo necesite, o para conseguir la mejor eficiencia energética posible, cuando el consumo sea más prioritario. También se ha utilizado una biblioteca desarrollada específicamente para la arquitectura asimétrica objeto de estudio en la Universidad de Texas, Austin. Para obtener el máximo rendimiento se han agrupado los núcleos del sistema en dos niveles: hay un cluster simétrico de núcleos virtuales idénticos, cada uno de los cuales está compuesto por un conjunto de núcleos asimétricos. El planificador de tareas asigna trabajo a los núcleos virtuales, de manera idéntica a como lo haría en un sistema multinúcleo simétrico, y la biblioteca se encarga de repartir el trabajo entre los núcleos asimétricos. El trabajo ha consistido en integrar dicha biblioteca con el planificador de tareas. Para mejorar la eficiencia energética se han incluido en el planificador de tareas políticas de explotación de los modos de bajo consumo de la arquitectura y también de apagado o no asignación de carga de trabajo a algunos de los núcleos, que se activan en tiempo de ejecución cuando se detecta que la aplicación no necesita todos los recursos disponibles en la arquitectura.

Aulas inversas y Tecnologías de Información y Comunicación (TIC): Impulso a la iniciativa del estudiante, modelos de aprendizaje práctico presencial y trabajo colaborativo

El proyecto se desarrolla desde un planteamiento metodológico que se basa en las aulas inversas o "FLIPPED CLASSROOM", Aprender haciendo, aprendizaje significativo y aprendizaje colaborativo. Para ello se realiza el análisis de estilos de aprendizaje, se realizan sesiones formativas sobre el uso de la Pizarra Digital Interactiva como recurso tecnológico. La propuesta de enseñanza-aprendizaje, se desarrolla a través de la virtualización en el Campus Virtual de la asignatura. Las clases se organizan para el trabajo colaborativo, aplicando dinámicas de grupo que permiten facilitar los procesos de conocimiento entre los alumnos, para pasar a la formación de grupos heterogéneos, a través de la técnica del sociograma. Se Proponen tareas que se realizan en el aula, en trabajo colaborativo. Los alumnos trabajan la información con anterioridad, en casa, revisando la documentación del campus. El aprendizaje colaborativo a través del Campus supone desarrollar competencias en TIC y permite la construcción de aprendizajes significativos.

La corresponsabilidad familiar en el reparto de tareas domésticas en los hogares de doble ingreso

Durante las últimas décadas se ha producido en España una incorporación progresiva de la mujer al mercado laboral, que ha influido de manera decisiva en la estructura familiar, cuestionando la asignación tradicional de las tareas del hogar entre varones y mujeres. De acuerdo con esos supuestos, esta tesis plantea como objetivo general el análisis de la especialización de género en los hogares españoles, considerando la doble dimensión que presenta: por un lado, el reparto del tiempo diario entre el trabajo remunerado y las tareas domésticas, que se suele investigar desde la perspectiva de la Conciliación de la Vida Laboral y Familiar; por otro lado, la segregación en la realización de las tareas domésticas y familiares, estudiada desde la Corresponsabilidad familiar en el hogar. Los factores determinantes de ambos tipos de especialización son, en gran medida, compartidos y obedecen a razones tanto económicas (existencia de ventaja comparativa, coste de oportunidad y poder de negociación) como sociales y culturales (percepción individual de los roles de género asociados a la familia y al trabajo remunerado y economía de la identidad). Más concretamente, su ámbito de estudio se ciñe a los hogares españoles de doble ingreso, a los que se atribuye una mayor igualdad de género que frente al resto de hogares, calculando el grado de especialización de actividades entre varón y mujer y analizando la influencia de los factores más relevantes (edad, estudios, ingresos, uso del tiempo libre, así como la presencia de hijos en el hogar y de servicio doméstico)...