Arquitectura de Comportamientos Reactivos para Agentes Robóticos basada en CBR

En los últimos tiempos se ha demostrado la importancia del aprendizaje en la Inteligencia humana, tanto en su vertiente de aprendizaje por observación como a través de la experiencia, como medio de identificar situaciones y predecir acciones o respuestas a partir de la información adquirida. Dado este esquema general de la Inteligencia Humana, parece razonable imitar su estructura y características en un intento por diseñar una arquitectura general de inteligencia aplicada a la Robótica. En este trabajo, inspirados por las teorías de Hawkins en su obra On Intelligence, hemos propuesto una arquitectura jerárquica de inteligencia en el que los diversos módulos se implementan a partir de Razonamiento basado en Casos ¿Case Based Reasoning (CBR)¿, una herramienta de IA especialmente apta para la adquisición de conocimiento a través del aprendizaje y para la predicción basada en similitud de información. Dentro de esta arquitectura la presente tesis se centra en las capas inferiores, las de tipo reactivo, expresadas en forma de comportamientos básicos, que implementan conductas sencillas pero indispensables para el funcionamiento de un robot. Estos comportamientos han sido tradicionalmente diseñados de forma algorítmica, con la dificultad que esto entraña en muchos casos por el desconocimiento de sus aspectos intrínsecos. Además, carecen de la capacidad de adaptarse ante nuevas situaciones no previstas y adquirir nuevos conocimientos a través del funcionamiento del robot, algo indispensable si se pretende que éste se desenvuelva en ambientes dinámicos y no estructurados. El trabajo de esta tesis considera la implementación de comportamientos reactivos con capacidad de aprendizaje, como forma de superar los inconvenientes anteriormente mencionados consiguiendo al mismo tiempo una mejor integración en la arquitectura general de Inteligencia considerada, en la cual el aprendizaje ocupa el papel principal. Así, se proponen y analizan diversas alternativas de diseño de comportamientos reactivos, construidos a través de sistemas CBR con capacidad de aprendizaje. En particular se estudia i) la problemática de selección, organización, y representación de la información como recipiente del conocimiento de los comportamientos;ii) los problemas asociados a la escalabilidad de esta información; iii) los aspectos que acompañan al proceso de predicción mediante la recuperación de la respuesta de experiencias previas similares a la presentada; iv) la identificación de la respuesta no solo con la acción a tomar por parte del comportamiento sino con un concepto que represente la situación presentada; y v) la adaptación y evaluación de la respuesta para incorporar nuevas situaciones como nuevo conocimiento del sistema. También se analiza la organización de comportamientos básicos que permite obtener, a través de sus interacciones, comportamientos emergentes de nivel superior aún dentro de un alcance reactivo. Todo ello se prueba con un robot real y con un simulador, en una variante de un escenario de aplicación clásico en Robótica, como es la competición Robocup. La elaboración de esta tesis ha supuesto, además de los aspectos puramente investigadores, un esfuerzo adicional en el desarrollo de las herramientas y metodología de pruebas necesarias para su realización. En este sentido, se ha programado un primer prototipo de marco de implementación de comportamientos reactivos con aprendizaje, basados en CBR, para la plataforma de desarrollo robótico Tekkotsu.

Minería de opiniones basada en patrones semánticos en Twitter

La minería de opinión o análisis de sentimiento es un tipo de análisis de texto que pretende ayudar a la toma de decisiones a través de la extracción y el análisis de opiniones, identificando las opiniones positivas, negativas y neutras; y midiendo su repercusión en la percepción de un tópico. En este trabajo se propone un modelo de análisis de sentimiento basado en diccionarios, que a través de la semántica y de los patrones semánticos que conforman el texto a clasificar, permite obtener la polaridad del mismo, en la red social Twitter. Para el conjunto de datos de entrada al sistema se han considerado datos públicos obtenidos de la red social Twitter, de compañías del sector de las telecomunicaciones que operan en el mercado Español.

General Game Playing: Análisis del problema. Solución basada en un algoritmo hibrido de inteligencia computacional

El objetivo de este trabajo es presentar unas bases de conocimiento sobre el denominado General Game Playing (GGP) analizando los conceptos relacionados con esta área que ha surgido recientemente, de forma que nuestro trabajo pueda ser usado como base en futuras investigaciones y tesis relacionadas con la materia. Para ello, se hará un estudio de los enfoques que se han empleado para abordar el problema y se profundizará en otras técnicas algorítmicas, tales como por ejemplo la de Montecarlo Tree Search y los algoritmos bio-inspirados que no se han empleado (o se han empleado poco) en este contexto. Adicionalmente, se realiza una propuesta de un agente autónomo (es decir, un resolutor del problema), implementando un algoritmo bio-inspirado mixto, dentro de la plataforma para la General Video Game Artificial Intelligence Competition (GVGAI), analizando sus resultados y extrayendo conclusiones.

Desarrollo de instrumentación basada en LIBS y su aplicaión en la industria del acero

Resumen: Los avances en la industria del acero y la aparición de nuevos materiales con mejores propiedades físico-químicas y mejor comportamiento frente a fenómenos de corrosión, está promoviendo tanto el desarrollo de las técnicas analíticas ya existentes (convencionales) como la búsqueda de tecnologías alternativas que permitan la caracterización y análisis on-line del acero durante el proceso de producción del mismo, abarcando desde las materias primas hasta los productos finales, incluyendo aceros con distintos tipos de recubrimiento metálico (aceros galvanizados). En la actualidad la tecnología láser, junto con avanzadas herramientas quimiométricas, es una poderosa técnica para la caracterización, monitorización y la determinación de la composición química de este tipo de materiales. En este trabajo se presentarán algunas de las aplicaciones más significativas (en diferentes factorías como TKS en Alemania o Gerdau y Acerinox en España) de la espectrometría de emisión atómica de plasmas inducidos por láser (LIBS) para la determinación de la composición elemental de aceros inoxidables tanto a temperatura ambiente como hasta 900 ºC, haciendo hincapié en la versatilidad y flexibilidad de la técnica para el análisis on-line e in situ de muestras de acería y productos acabados.

Sostenibilidad: estrategias corporativas y efectos medioambientales

La Tesis consta de una introducción y cuatro capítulos. El primer capítulo es de carácter teórico, los capítulos segundo y tercero se han elaborado con formato artículo, en inglés, e incluyen dos estudios empíricos. El cuarto capítulo contiene las conclusiones del trabajo. La introducción se inicia con la exposición de los motivos que justifican la elección del tema, así como el planteamiento de las cuestiones objeto de investigación y los objetivos que se pretenden alcanzar. Seguidamente, se resumen las fuentes de información utilizadas, las cuales nos permitieron acotar y definir el marco de referencia conceptual, nos proporcionaron una visión del estado actual de la investigación y nos llevaron a formular las proposiciones a investigar. A continuación, se explica la estructura y el contenido de la Tesis, así como el método de trabajo empleado. Por último, se destacan las conclusiones más relevantes que se han obtenido. El primer capítulo desarrolla las nociones teóricas básicas necesarias para abordar los estudios empíricos, explicándose: los conceptos de sostenibilidad y desarrollo sostenible, así como la relación existente entre ambos; el concepto de responsabilidad social corporativa, diferenciándolo del desarrollo sostenible y detallando su evolución en el pensamiento económico, además de su propagación desde Estados Unidos hacia Europa, con especial referencia a España. Asimismo, se examina la relación que existe entre responsabilidad social corporativa y rendimiento financiero, sintetizando el marco teórico en el que se puede explicar dicha relación. Posteriormente, se profundiza en una de las dimensiones de la responsabilidad social corporativa, la ambiental. En la última parte de este capítulo, clasificamos y describimos los diversos instrumentos que se encuentran a disposición de las empresas para realizar una gestión socialmente responsable. En el capítulo segundo se analiza la relación existente entre las tres dimensiones de la sostenibilidad: económica, ambiental y social. Asimismo, se exploran los efectos de la implantación de estrategias sostenibles en la rentabilidad de las empresas y en los "stakeholders". Para ello, se plantean las hipótesis que se van a contrastar, tras el estudio del marco teórico que las respalda y los trabajos empíricos más relevantes. Seguidamente se describen: la población marco del estudio, el criterio de muestreo aplicado, el diseño de las variables y los indicadores que las componen. Por último, se analizan los resultados y se exponen las conclusiones. En el capítulo primero se ha profundizado, desde el punto de vista teórico, en la dimensión ambiental de la responsabilidad social corporativa. En el capítulo tercero desarrollamos una aplicación práctica basada en dicha dimensión ambiental. En concreto, estudiamos los efectos de la implantación de estrategias ambientales en la rentabilidad de las empresas así como analizamos efectos mediadores. Así, se proponen las hipótesis del estudio empírico, tras el análisis de las teorías que las justifican y los trabajos empíricos previos. A continuación, se describe la población del estudio, el método de elección de la muestra y se detalla cómo se han diseñado las variables. Para finalizar, se lleva a cabo el análisis de los resultados del estudio y se exponen las conclusiones. En el último capítulo se resumen las conclusiones más relevantes, dando respuesta a las cuestiones planteadas. Además, se exponen las limitaciones del trabajo, así como sus implicaciones y las posibles líneas futuras de investigación.

Medida y evaluación de la contaminación lumínica en entornos urbanos

Coincidiendo con el planteamiento inicial de esta tesis y la entonces reciente aparición del decreto 357/2010, de 3 de agosto de la Junta de Andalucía por el que se aprueba el reglamento de la calidad del cielo nocturno frente a la contaminación lumínica y el establecimiento de medidas de ahorro y eficiencia energética, se estaban produciendo cambios sustanciales tanto en lo referente a normativas y requerimientos técnicos para su aplicación como en lo referente a tecnologías de alumbrado e instrumentación. Así, en la "Guía técnica de adaptación de las instalaciones de alumbrado exterior al decreto 357/2010", editada por la Junta de Andalucía, en lo referente a la instrumentación utilizable para las mediciones necesarias, se menciona: "Nuevas tendencias en medidas de niveles: La fotografía digital apunta como la nueva metodología de medición lumínica. Se aplica ya en casos específicos, pero los equipos y procesos son aún muy complejos y costosos. Se trabaja ya en el desarrollo de equipos y metodologías aplicables a la gestión práctica de instalaciones." El estudio y desarrollo de equipos y metodologías aplicables a la gestión práctica de instalaciones y, en particular, en lo concerniente a equipos de medición lumínica orientados a tales fines se convirtió así en uno de los principales motivos y objetivos de esta tesis. Esta tesis se realiza en las líneas de trabajo sobre la contaminación lumínica del Área de Proyectos de Ingeniería del Departamento de Expresión Gráfica, Diseño y Proyectos y en las líneas de trabajo sobre instrumentación y adquisición de datos del Departamento y Área de Tecnología Electrónica lo que supuso así una base idónea para la propuesta de este proyecto de tesis. Resultó así mismo motivadora, a modo de ejemplo, la consideración 9 que hace el Reglamento (CE) Nº 245/2009 de la Comisión de 18 de marzo de 2009 por el que se aplica la Directiva 2005/32/CE del Parlamento Europeo y del Consejo: "(9) A falta de métodos científicos consensuados internacionalmente para la medición de su impacto medioambiental, no ha podido evaluarse la importancia de la denominada «contaminación lumínica»." Esta afirmación deja claro que, en los momentos del comienzo de esta tesis, la contaminación lumínica no había alcanzado aún un consenso internacional en lo relativo a los métodos científicos para su medición y evaluación. Consecuentemente, esta tesis se planteó así mismo contribuir, en la medida de sus posibilidades, en la obtención de métodos científicos para la medición y evaluación de la contaminación lumínica. Uno de los primeros aspectos que se constataron fue que la contaminación lumínica estaba siendo contemplada, inicialmente, por el contexto astronómico, uno de los afectados por la misma, y la mayoría de los trabajos, primeras normativas y propuestas se encontraban en este contexto. El entorno urbano no sólo también está afectado sino que, además, es la principal causa que la provoca. Consecuentemente en esta tesis se plantean objetivos que se pueden resumir en implicarse y participar en el estudio de la medición y evaluación de la contaminación lumínica en el entorno urbano así como estudiar y proponer herramientas o alternativas a la escasa instrumentación actualmente en uso. En este sentido se desarrollan los siguientes puntos: * Estudio de la contaminación lumínica, su evolución histórica a través de la normativa que la regula y revisión de las principales organizaciones y proyectos relevantes (estado del arte). * Estudio de la instrumentación utilizada para su medición y evaluación y propuesta de la utilización de cámaras fotográficas comerciales para ello, incluyendo aportación de propuesta de método de calibración y desarrollo de herramienta basada en la propuesta. * Estudios y mediciones de casos prácticos como mediciones con SQM (Sky Quality Meter, un instrumento muy utilizado en contexto astronómico) o aplicación de la propuesta a la medición y evaluación de anuncios y señales luminosas, habiéndose publicado un artículo al respecto en revista referenciada en el JCR. Las conclusiones extraídas de la tesis se pueden resumir en: * Se ha validado una propuesta de calibración de máquina fotográfica digital comercial para su uso en la evaluación y medición de la contaminación lumínica . Se ha diseñado una herramienta basada en esta propuesta. * Los parámetros actualmente utilizados en la definición y consecuente medición y evaluación de la contaminación lumínica no son adecuados. * La contaminación lumínica no es un concepto que pueda ser medido con una única unidad de medida y requiere de una especificación multiparamétrica que contemple diversos aspectos y consideraciones. * La cámara fotográfica digital se postula como una herramienta útil y válida para su utilización como dispositivo de medida. * La normativa relativa a la contaminación lumínica, en particular en lo relativo al contexto urbano, debe revisarse para incluir aspectos más allá de la eficiencia energética, así como contemplar instrumentación más eficiente y válida que el luxómetro y el luminancímetro, que actualmente predominan.