Estudi, disseny i construcció d'una sonda submarina

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. S’ha construït una sonda submarina a partir dels següents requeriments: havia de ser senzilla i barata, amb mobilitat en totes les direccions i hauria de poder visualitzar el medi per on es desplaçaria. Un cop construïda la sonda es formularen tres hipòtesis relatives a la resistència que oposa l’aigua al desplaçament de la sonda en funció de la profunditat, la temperatura i la viscositat de l’aigua. Després d’haver observat el comportament dels cossos submergits en un fluid, es va dissenyar la sonda submarina d’acord amb el principi d’Arquimedes. Per construir i dissenyar els circuits elèctrics també es va experimentar amb diferents possibilitats; finalment es va optar per un sistema de relès que controlés individualment cada receptor del circuit, motors i càmera submarina. Per contrastar les hipòtesis, mitjançant un dinamòmetre, es van prendre les mesures de la força de resistència de l’aigua al desplaçament de la sonda. La construcció de la sonda ha estat un èxit, ja que és perfectament estanca i té una bona maniobrabilitat, els motors permeten el moviment de la sonda en qualsevol direcció de l’espai i el senyal de la càmera submarina és prou bo per distingir els objectes que passin pel davant de la sonda i pel fons marí. Dues de les hipòtesis han estat contrastades; la tercera no: s’ha comprovat que la força de resistència augmenta amb la profunditat i amb la disminució de temperatura de l’aigua que envolta a la sonda; la hipòtesi de la viscositat no s’ha pogut contrastar.

Seguretat a les xarxes Wi-fi, estudi d'una àrea geogràfica concreta: Figueres

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. L’objectiu d’aquest treball és determinar el nivell de seguretat de les xarxes sense fils de la ciutat de Figueres, realitzant una estadística de totes elles.

Una forma insòlita d'elaborar el vi: noves trovalles de tines enmig de la vinya

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. Les barraques de vinya són uns elements molt típics del paissatge de la comarca del Bages on anys enrere era el monocultiu propi de la comarca. S’han estudiat els fonaments arquitectònics que confereixen l’estabilitat d’aquestes construccions de pedra seca que, malgrat l’aparent simplicitat i fragilitat, havien de tenir una complexitat en l’estructura arquitectònica per haver aguantat des del segle XIX. També s’han estudiat altres construccions de pedra seca pròpies de la vinya, tals com la tina.

Física d'ones aplicada a l'estudi d'un ocell

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. L’objectiu d’aquest treball ha estat l’aplicació pràctica dels mètodes d’anàlisi del so a l’estudi de cants de diversos individus d’una espècie d’ocell, el tallarol de casquet, per arribar al reconeixement tant d’aquesta espècie com dels diferents individus enregistrats. El treball consta de dues parts: una primera part pràctica que inclou la gravació dels cants a la natura, la seva classificació i anàlisi, i una segona del seu estudi a través dels sonogrames aplicant criteris físics i l’extracció de conclusions.

Optimització de l'espai: aprofitament màxim d'espais mínims

Treball de recerca realitzat per una alumna d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. Es presenta un estudi en diverses parts sobre la utilització de l’espai de l’habitatge: per a què serveix cada espai, quina funció fa i quines pot arribar a fer. En una primera aproximació teòrica s’explica l’evolució de l’habitatge al llarg del temps i el concepte de flexibilitat de l’espai. Segonament s’ha realitzat una revisió bibliogràfica de llibres i documents d’hemeroteca. En tercer lloc s’ha analitzat i comparat la normativa vigent amb l’anterior. En una darrera fase pràctica s’analitzen diversos plànols valorant l’optimització de l’espai.

Les matemàtiques i la música: el nombre d'or i el seu ús en la composició musical

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. El nombre d’or és un recurs matemàtic que utilitza el compositor per dissenyar una estructura que li permeti organitzar el material del discurs musical que ha estat dictat per la seva inspiració, de forma que, tot i mantenir-se fidel als punts que defineixen l’estructura fonamentada en el nombre d’or, la seva llibertat creativa no es veu limitada. El fet de sotmetre el discurs musical espontani a uns paràmetres matemàtics concrets dóna a l’obra coherència i ordre. Aquest és precisament l’efecte cercat per tots els compositors que han utilitzat el nombre d’or en les seves composicions. S’ha procedit a la recerca de bibliografia específica en la matèria. Posteriorment, s’ha desenvolupat l’anàlisi de diverses obres estructurades d’acord amb els cànons auris seguint les pautes d’anàlisi obtingudes a partir de la bibliografia. Finalment, s’ha compost una obra musical estructurada segons les directrius àuries a partir dels elements explicitats per l’anàlisi.

Xilax, creació i llançament d'un producte nou

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. S’ha desenvolupat el llançament d’un nou producte al mercat farmacèutic, concretament un xiclet. Per començar s’ha estudiat la composició química del xiclet i com actua de vehicle de principis actius des del punt de vista farmacològic. Simultàniament s’ha dissenyat un xiclet amb propietats terapèutiques, assegurant-se que no existeix al mercat i que és innovador. A partir de la definició del producte i de l’anàlisi dels mètodes tradicionals de fabricació, s’ha optimitzat el procés de fabricació per control de variables. Quan s’ha tingut el prototipus del producte, s’ha avaluat en relació amb els objectius marcats. Finalment s’ha estudiat la viabilitat econòmica. Després d’haver refusat diferents idees de nou producte, per no innovadores o per inviables, s’ha pogut optimitzar el procés de fabricació, s’han ajustat les variables i s’ha obtingut el producte definit com a objectiu. L’estudi de viabilitat econòmica el fa rentable, i està a punt per a la comercialització.

El castell de San Romà: misteris i contradiccions a propòsit d'una fortalesa

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. Castell de San Romà és el nom que identifica a dues fortaleses: una situada a la comarca de la Cerdanya i l’altra a la de l’Alt Urgell. Aquest treball ha tractat d’esbrinar la funció, la morfologia i la cronologia del primer, partint del fet que a penes existeix una bibliografia ni documentació que pugui aportar dades concretes sobre aquest i que, a més, quan hi ha un i altre es confonen.

Les claus de l'èxit d'una invasió

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. El treball pretén analitzar les causes que motiven el fenomen d’invasió de formigues l’espècie Linepithema humile d’algunes zones de l’illa de Menorca. Així, es planteja la pregunta sobre si l’espècie invasora és més competitiva que l’espècie autòctona Aphaenogaster senilis, i si és així en quines circumstàncies, o si, per contra, simplement la invasió és conseqüència d’un canvi de medi que ha afavorit l’espècie invasora. En una primera part és contextualitza la matèria basantse en una recerca bibliogràfica. En la part pràctica s’han seleccionat àmbits concrets del comportament de les formigues i, mitjançant observacions fetes en cada una de les dues espècies, se n’han comparat els resultats. Així, trobem el camp del reclutament on, mitjançant un esquer, s’observa la manera que cada espècie se’l menja o se l’emporta cap al niu, cosa que mostra la forma d’aprofitar els recursos de les formigues. A més, també hi ha observacions sobre l’activitat tant diària com nocturna d’ambdues espècies, la seva distribució geogràfica i la dieta. En definitiva, l’èxit de l’espècie invasora està íntimament lligat a l’alteració humana dels ecosistemes. Malgrat això, hi ha diferències evidents entre les dues espècies, ja que, malgrat la clara frontera que separa zones ocupades per l’espècie invasora i zones ocupades per l’autòctona, les característiques de totes dues espècies han jugat un paper fonamental a l’hora de confinar l’espècie autòctona a un medi concret i fer-la desaparèixer d’ambients alterats per l’home on la Linepithema humile es mostra clarament com una competidora més eficient.

Estudi del patró d'activitat diària dels ximpanzes del zoo de Barcelona mitjançant SPSS

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. Estudi del patró d’activitat diària i les interaccions socials d’un grup de ximpanzés (Pan troglodytes) en captivitat. A partir dels estudis realitzats per la doctora Jane Goodall, s’ha elaborat una comparativa entre les conductes a la vida salvatge i a la vida en captivitat dels ximpanzés. Per obtenir les dades s’ha emprat la metodologia observacional pròpia de l’etologia; les dades obtingudes s’han analitzat mitjançant el paquet estadístic SPSS. Les dades estudiades mostren en primer lloc que les conductes bàsiques dels ximpanzés en captivitat no difereixen tant de les conductes en llibertat si les condicions de captivitat són les adequades. En segon lloc, també s’observa que hi ha diferències individuals en la conducta de cada membre, les quals han estat detallades a l’estudi. Finalment es fa palès que empren més les àrees noves de la seva instal•lació.

Métodes d'aprenentatge per reforç basats en la política i la seva aplicació a la robótica

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Robot Locomotion Group del Massachusetts Institute of Technology, Estats Units, entre març i agost del 2006. Es descriu la feina portada a terme en el camp de l'aprenentatge per reforç (RL), una metodologia molt utilitzada en aprenentatge artificial. En RL, un agent intenta maximitzar un valor escalar (càstig o premi) obtingut com a resultat de la seva interacció amb l'entorn. L'objectiu d'un sistema basat en RL és el de trobar una política d'actuació òptima que relaciona l'estat de l'entorn amb una acció determinada que maximitzi la suma de reforços futurs. El principal avantatge és que no utilitza cap base de dades conegudes, així que l'agent no rep informació sobre quina decisió triar, com succeeix en molts tipus d'aprenentatge, sinó que ha de triar per descobrir aquelles accions que tenen un valor més alt, sent molt adient en robòtica aplicada. Els principals desavantatges són uns temps de convergència sovint elevats i la manca de generalització quan tractem variables contínues. Principalment, el treball s’ha centrat en l'estudi de noves i més complexes metodologies basades en RL que combinessin dos tipus d'algorismes: els basats en funcions de valor i els representats únicament per una política d'actuació. Posteriorment s'analitzà la seva aplicabilitat en aplicacions robòtiques reals. En tots els estudis i les simulacions s’ha utilitzat un braç robòtic dissenyat i contruït al laboratori. El tipus de robot, anomenat Acrobot, és un banc de proves molt utilitzat en els camps de teoria de control i aprenentatge.