Improving 3D Keypoint Detection from Noisy Data Using Growing Neural Gas

3D sensors provides valuable information for mobile robotic tasks like scene classification or object recognition, but these sensors often produce noisy data that makes impossible applying classical keypoint detection and feature extraction techniques. Therefore, noise removal and downsampling have become essential steps in 3D data processing. In this work, we propose the use of a 3D filtering and down-sampling technique based on a Growing Neural Gas (GNG) network. GNG method is able to deal with outliers presents in the input data. These features allows to represent 3D spaces, obtaining an induced Delaunay Triangulation of the input space. Experiments show how the state-of-the-art keypoint detectors improve their performance using GNG output representation as input data. Descriptors extracted on improved keypoints perform better matching in robotics applications as 3D scene registration.

Aplicación de Ordenadores (curso 2001-2002)

Material docente de la asignatura Aplicación de Ordenadores, de 3º curso de Ingeniería Técnica de Obras Públicas.

¿Puede un videojuego ayudarnos a predecir los resultados de aprendizaje?

Comunicación presentada en CoSECiVi 2014, I Congreso de la Sociedad Española para las Ciencias del Videojuego, Barcelona, 24 de junio de 2014.

Construction of Intelligent Virtual Worlds Using a Grammatical Framework

The potential of integrating multiagent systems and virtual environments has not been exploited to its whole extent. This paper proposes a model based on grammars, called Minerva, to construct complex virtual environments that integrate the features of agents. A virtual world is described as a set of dynamic and static elements. The static part is represented by a sequence of primitives and transformations and the dynamic elements by a series of agents. Agent activation and communication is achieved using events, created by the so-called event generators. The grammar defines a descriptive language with a simple syntax and a semantics, defined by functions. The semantics functions allow the scene to be displayed in a graphics device, and the description of the activities of the agents, including artificial intelligence algorithms and reactions to physical phenomena. To illustrate the use of Minerva, a practical example is presented: a simple robot simulator that considers the basic features of a typical robot. The result is a functional simple simulator. Minerva is a reusable, integral, and generic system, which can be easily scaled, adapted, and improved. The description of the virtual scene is independent from its representation and the elements that it interacts with.

An approach to the application of shift-and-add algorithms on engineering and industrial processes

Different kinds of algorithms can be chosen so as to compute elementary functions. Among all of them, it is worthwhile mentioning the shift-and-add algorithms due to the fact that they have been specifically designed to be very simple and to save computer resources. In fact, almost the only operations usually involved with these methods are additions and shifts, which can be easily and efficiently performed by a digital processor. Shift-and-add algorithms allow fairly good precision with low cost iterations. The most famous algorithm belonging to this type is CORDIC. CORDIC has the capability of approximating a wide variety of functions with only the help of a slight change in their iterations. In this paper, we will analyze the requirements of some engineering and industrial problems in terms of type of operands and functions to approximate. Then, we will propose the application of shift-and-add algorithms based on CORDIC to these problems. We will make a comparison between the different methods applied in terms of the precision of the results and the number of iterations required.

Crypto at the Time of Surveillance: Sharing with the Cloud

These days as we are facing extremely powerful attacks on servers over the Internet (say, by the Advanced Persistent Threat attackers or by Surveillance by powerful adversary), Shamir has claimed that “Cryptography is Ineffective”and some understood it as “Cryptography is Dead!” In this talk I will discuss the implications on cryptographic systems design while facing such strong adversaries. Is crypto dead or we need to design it better, taking into account, mathematical constraints, but also systems vulnerability constraints. Can crypto be effective at all when your computer or your cloud is penetrated? What is lost and what can be saved? These are very basic issues at this point of time, when we are facing potential loss of privacy and security.

Familias de curvas elípticas adecuadas para Criptografía Basada en la Identidad

La Criptografía Basada en la Identidad hace uso de curvas elípticas que satisfacen ciertas condiciones (pairingfriendly curves), en particular, el grado de inmersión de dichas curvas debe ser pequeño. En este trabajo se obtienen familias explicitas de curvas elípticas idóneas para este escenario. Dicha criptografía está basada en el cálculo de emparejamientos sobre curvas, cálculo factible gracias al algoritmo de Miller. Proponemos una versión más eficiente que la clásica de este algoritmo usando la representación de un número en forma no adyacente (NAF).

Un enfoque tolerante a interrupciones para la seguridad de la Internet de las cosas

La Internet de las cosas (IoT, Internet of Things) es un paradigma emergente que pretende la interconexión de cualquier objeto susceptible de contar con una parte de electrónica, favorecido por la miniaturización de los componentes. El estado de desarrollo de la IoT hace que no haya ninguna propuesta firme para garantizar la seguridad y la comunicación extremo a extremo. En este artículo presentamos un trabajo en progreso hacia una aproximación tolerante a retrasos (DTN, Delay and Disruption Tolerant Networks) para la comunicación en el paradigma de la IoT y planteamos la adaptación de los mecanismo de seguridad existentes en DTN a la IoT.

Simulación de la propagación del malware: modelos continuos vs. modelos discretos

La gran mayoría de modelos matemáticos propuestos hasta la fecha para simular la propagación del malware están basados en el uso de ecuaciones diferenciales. Dichos modelos son analizados de manera crítica en este trabajo, determinando las principales deficiencias que presentan y planteando distintas alternativas para su subsanación. En este sentido, se estudia el uso de los autómatas celulares como nuevo paradigma en el que basar los modelos epidemiológicos, proponiendo una alternativa explícita basada en ellos a un reciente modelo continuo.

Contramedidas en la suplantación de autoridades de certificación. Certificate pinning

La importancia de asegurar la comunicación entre personas ha crecido a medida que se ha avanzado en la sofisticación y el alcance de los mecanismos provistos para ello. Ahora, en la era digital, el alcance de estas comunicaciones es global y surge la necesidad de confiar en infraestructuras que suplan la imposibilidad de identificar a ambos extremos de la comunicación. Es la infraestructura de autoridades de certificación y la gestión correcta de certificados digitales la que ha facilitado una aproximación más eficiente para cubrir esta demanda. Existen, sin embargo, algunos aspectos de esta infraestructura o de la implementación de algunos de sus mecanismos que pueden ser aprovechados para vulnerar la seguridad que su uso debe garantizar. La presente investigación profundiza en alguno de estos aspectos y analiza la validez de las soluciones propuestas por grandes productores de software frente a escenarios realistas.

Hacia la seguridad criptográfica en sistemas DaaS

El nuevo paradigma de computación en la nube posibilita la prestación de servicios por terceros. Entre ellos, se encuentra el de las bases de datos como servicio (DaaS) que permite externalizar la gestión y alojamiento del sistema de gestión de base de datos. Si bien esto puede resultar muy beneficioso (reducción de costes, gestión simplificada, etc.), plantea algunas dificultades respecto a la funcionalidad, el rendimiento y, en especial, la seguridad de dichos servicios. En este trabajo se describen algunas de las propuestas de seguridad en sistemas DaaS existentes y se realiza un análisis de sus características principales, introduciendo un nuevo enfoque basado en tecnologías no exclusivamente relacionales (NoSQL) que presenta ventajas respecto a la escalabilidad y el rendimiento.

Actas de la XIII Reunión Española sobre Criptología y Seguridad de la Información RECSI XIII : Alicante, 2-5 de septiembre de 2014

Si tuviéramos que elegir un conjunto de palabras clave para definir la sociedad actual, sin duda el término información sería uno de los más representativos. Vivimos en un mundo caracterizado por un continuo flujo de información en el que las Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC) y las Redes Sociales desempeñan un papel relevante. En la Sociedad de la Información se generan gran variedad de datos en formato digital, siendo la protección de los mismos frente a accesos y usos no autorizados el objetivo principal de lo que conocemos como Seguridad de la Información. Si bien la Criptología es una herramienta tecnológica básica, dedicada al desarrollo y análisis de sistemas y protocolos que garanticen la seguridad de los datos, el espectro de tecnologías que intervienen en la protección de la información es amplio y abarca diferentes disciplinas. Una de las características de esta ciencia es su rápida y constante evolución, motivada en parte por los continuos avances que se producen en el terreno de la computación, especialmente en las últimas décadas. Sistemas, protocolos y herramientas en general considerados seguros en la actualidad dejarán de serlo en un futuro más o menos cercano, lo que hace imprescindible el desarrollo de nuevas herramientas que garanticen, de forma eficiente, los necesarios niveles de seguridad. La Reunión Española sobre Criptología y Seguridad de la Información (RECSI) es el congreso científico español de referencia en el ámbito de la Criptología y la Seguridad en las TIC, en el que se dan cita periódicamente los principales investigadores españoles y de otras nacionalidades en esta disciplina, con el fin de compartir los resultados más recientes de su investigación. Del 2 al 5 de septiembre de 2014 se celebrará la decimotercera edición en la ciudad de Alicante, organizada por el grupo de Criptología y Seguridad Computacional de la Universidad de Alicante. Las anteriores ediciones tuvieron lugar en Palma de Mallorca (1991), Madrid (1992), Barcelona (1994), Valladolid (1996), Torremolinos (1998), Santa Cruz de Tenerife (2000), Oviedo (2002), Leganés (2004), Barcelona (2006), Salamanca (2008), Tarragona (2010) y San Sebastián (2012).

A Matrix PRNG with S-Box Output Filtering

We describe a modification to a previously published pseudorandom number generator improving security while maintaining high performance. The proposed generator is based on the powers of a word-packed block upper triangular matrix and it is designed to be fast and easy to implement in software since it mainly involves bitwise operations between machine registers and, in our tests, it presents excellent security and statistical characteristics. The modifications include a new, key-derived s-box based nonlinear output filter and improved seeding and extraction mechanisms. This output filter can also be applied to other generators.

A new betweenness centrality measure based on an algorithm for ranking the nodes of a network

We propose and discuss a new centrality index for urban street patterns represented as networks in geographical space. This centrality measure, that we call ranking-betweenness centrality, combines the idea behind the random-walk betweenness centrality measure and the idea of ranking the nodes of a network produced by an adapted PageRank algorithm. We initially use a PageRank algorithm in which we are able to transform some information of the network that we want to analyze into numerical values. Numerical values summarizing the information are associated to each of the nodes by means of a data matrix. After running the adapted PageRank algorithm, a ranking of the nodes is obtained, according to their importance in the network. This classification is the starting point for applying an algorithm based on the random-walk betweenness centrality. A detailed example of a real urban street network is discussed in order to understand the process to evaluate the ranking-betweenness centrality proposed, performing some comparisons with other classical centrality measures.

Numerical resolution of Emden's equation using Adomian polynomials

Purpose: In this paper the authors aim to show the advantages of using the decomposition method introduced by Adomian to solve Emden's equation, a classical non‐linear equation that appears in the study of the thermal behaviour of a spherical cloud and of the gravitational potential of a polytropic fluid at hydrostatic equilibrium. Design/methodology/approach: In their work, the authors first review Emden's equation and its possible solutions using the Frobenius and power series methods; then, Adomian polynomials are introduced. Afterwards, Emden's equation is solved using Adomian's decomposition method and, finally, they conclude with a comparison of the solution given by Adomian's method with the solution obtained by the other methods, for certain cases where the exact solution is known. Findings: Solving Emden's equation for n in the interval [0, 5] is very interesting for several scientific applications, such as astronomy. However, the exact solution is known only for n=0, n=1 and n=5. The experiments show that Adomian's method achieves an approximate solution which overlaps with the exact solution when n=0, and that coincides with the Taylor expansion of the exact solutions for n=1 and n=5. As a result, the authors obtained quite satisfactory results from their proposal. Originality/value: The main classical methods for obtaining approximate solutions of Emden's equation have serious computational drawbacks. The authors make a new, efficient numerical implementation for solving this equation, constructing iteratively the Adomian polynomials, which leads to a solution of Emden's equation that extends the range of variation of parameter n compared to the solutions given by both the Frobenius and the power series methods.