Memòria de recerca: paral·lelització dels diccionaris de la Standard Template Library de C++

Estudi elaborat a partir d’una estada a la Universität Karlsruhe entre gener i maig del 2007. Les biblioteques d’estructures de dades defineixen interfícies i implementen algorismes i estructures de dades fonamentals. Un exemple n’és la Satandard Template Library (STL ), que forma part del llenguatge de programació C++. En el marc d’una tesi, s’està treballant per obtenir implementacions més eficients i/o versàtils d’alguns components de la STL. Per a fer-ho s’utilitzen tècniques de la enginyeria d’algorismes. En particular, s’integra el coneixement de la comunitat algorítmica i es té en consideració la tecnologia existent. L’acció durant l’estada s’ha emmarcat en el desenvolupament la Multi Core STL (MCSTL ). La MCSTL és una implementació paral•lela de la STL per a màquines multi-core. Les màquines multi-core són actualment l’únic tipus de màquina disponible al mercat. Per tant, tot i que el paral•lelisme obtingut no sigui òptim, és preferible a tenir els processadors esperant, ja que , la tendència és que el nombre de processadors per computador augmenti.

Plataforma per a la simulació de xarxes de sensors

Aquest projecte descriu una plataforma de simulació per a xarxes de sensors des de la perspectiva dels sistemes multi-agents. La plataforma s'ha dissenyat per facilitar la simulació de diferents aplicacions concretes de xarxes de sensors. A més, s'ha entregat com a artefacte del projecte IEA (Institucions Electròniques Autònomes, TIN2006-15662-C02-0) de l'IIIACSIC. Dins l'entorn de l'IEA, aquesta és l'eina que aporta les capacitats de simulació per donar suport al disseny d'algorismes adaptatius per a xarxes de sensors.

Ultra deep blue: the ultimate chess player

Projecte d'adaptació del programa GNU Chess al sistema de grid computing 'Condor'. I amb això, es planteja un estudi sobre els algorismes de cerca i la seva aplicació en entorns distribuïts. Una sèrie de proves sobre unes mostres de una partida d'escacs contra el propi GNU Chess ens ajuden a posar de relleu els avantatges i inconvenients de cada un dels algorismes proposats.

Creación de una radio musical participativa con difusión online y FM

Este proyecto propone crear un sistema inteligente y autónomo de emisión conjunta por Internet y FM. A través de una interfaz Web cómoda y sencilla, el oyente podrá interactuar con la emisora e influir en la emisión, exponiendo sus preferencias. El sistema tomará de forma autónoma y dinámica las decisiones pertinentes que garantizarán que la emisión cumple las preferencias definidas.

Sistema esteganogràfic per imatges JPEG2000

En este proyecto se implementan tres algoritmos esteganográficos diferentes usando JPEG2000 como portador del mensaje, se calcula el rendimiento de cada uno de ellos y se comparan usando una gráfica. El objetivo es visualizar para unos casos específicos que el algoritmo basado en el producto de dos códigos lineales perfectos tiene mejor rendimiento que el obtenido con algoritmos como el F5 y el LSB.

Kernels semàntics per a clustering de patrons

Memòria elaborada a partir d’una estada al projecte Proteus de la New York University entre abril i juny del 2007. Les tècniques de clustering poden ajudar a reduir la supervisió en processos d’obtenció de patrons per a Extracció d’Informació. Tanmateix, és necessari disposar d’algorismes adequats a documents, i aquests algorismes requereixen mesures adequades de similitud entre patrons. Els kernels poden oferir una solució a aquests problemes, però l’aprenentatge no supervisat requereix d’estrat`egies m´es astutes que l’aprenentatge supervisat per a incorporar major quantitat d’informació. En aquesta memòria, fruit de la meva estada de mes d’Abril al de Juny de 2007 al projecte. Proteus de la New York University, es proposen i avaluen diversos kernels sobre patrons. Ini- cialment s’estudien kernels amb una família de patrons restringits, i a continuació s’apliquen kernels ja usats en tasques supervisades d’Extracció d’Informació. Degut a la degradació del rendiment que experimenta el clustering a l’afegir informació irrellevant, els kernels se simpli- fiquen i es busquen estratègies per a incorporar-hi semàntica de forma selectiva. Finalment, s’estudia quin efecte té aplicar clustering sobre el coneixement semàntic com a pas previ al clustering de patrons. Les diverses estratègies s’avaluen en tasques de clustering de documents i patrons usant dades reals.

Alineamiento múltiple de secuencias con T-Coffee: una aproximación paralela

Las aplicaciones de alineamiento múltiple de secuencias son prototipos de aplicaciones que requieren elevada potencia de cómputo y memoria. Se destacan por la relevancia científica que tienen los resultados que brindan a investigaciones científicas en el campo de la biomedicina, genética y farmacología. Las aplicaciones de alineamiento múltiple tienen la limitante de que no son capaces de procesar miles de secuencias, por lo que se hace necesario crear un modelo para resolver la problemática. Analizando el volumen de datos que se manipulan en el área de las ciencias biológica y la complejidad de los algoritmos de alineamiento de secuencias, la única vía de solución del problema es a través de la utilización de entornos de cómputo paralelos y la computación de altas prestaciones. La investigación realizada por nosotros tiene como objetivo la creación de un modelo paralelo que le permita a los algoritmos de alineamiento múltiple aumentar el número de secuencias a procesar, tratando de mantener la calidad en los resultados para garantizar la precisión científica. El modelo que proponemos emplea como base la clusterización de las secuencias de entrada utilizando criterios biológicos que permiten mantener la calidad de los resultados. Además, el modelo se enfoca en la disminución del tiempo de cómputo y consumo de memoria. Para presentar y validar el modelo utilizamos T-Coffee, como plataforma de desarrollo e investigación. El modelo propuesto pudiera ser aplicado a cualquier otro algoritmo de alineamiento múltiple de secuencias.

Scene classifier for real time road detection

L’objectiu principal del projecte és el de classificar escenes de carretera en funció del contingut de les imatges per així poder fer un desglossament sobre quin tipus de situació tenim en el moment. És important que fixem els paràmetres necessaris en funció de l’escenari en què ens trobem per tal de treure el màxim rendiment possible a cada un dels algoritmes. La seva funcionalitat doncs, ha de ser la d’avís i suport davant els diferents escenaris de conducció. És a dir, el resultat final ha de contenir un algoritme o aplicació capaç de classificar les imatges d’entrada en diferents tipus amb la màxima eficiència espacial i temporal possible. L’algoritme haurà de classificar les imatges en diferents escenaris. Els algoritmes hauran de ser parametritzables i fàcilment manejables per l’usuari. L’eina utilitzada per aconseguir aquests objectius serà el MATLAB amb les toolboxs de visió i xarxes neuronals instal·lades.

Creació d'una ràdio musical participativa amb difusió online i FM

Aquest projecte té com a propòsit crear una ràdio musical participativa amb difusió online i FM on a partir d’una interfície web l’usuari pugui participar-hi activament votant les cançons que hi sonaran. A més a més els usuaris registrats gaudiran d’una xarxa social on podran fer amistats i deixa’ls-hi comentaris. Primer de tot faig una ràpida introducció a l’estat de l’art de les ràdios actuals, a continuació analitzo els requeriments, especifico el comportament desitjat del sistema, explico detalladament el disseny i l’ implementació i, per últim, faig un seguit de proves de les quals n’extrec les conclusions.

Estudi per a un sistema de mesura de pes per a marmota alpina

Aquest projecte tracta sobre la viabilitat de la construcció d’un sistema per al seguiment del pes d’una població de marmotes en alta muntanya. Bàsicament, es construeix una bàscula amb un sensor de força i un sensor de temperatura. Aquestes sortides analògiques es connecten a un microcontrolador ATmega8 que, mitjançant un algorisme desenvolupat en aquest projecte, està contínuament en escolta fins a detectar un canvi sobtat en el pes. Aleshores les dades s’enregistren i es guarden en una memòria SRAM per a, posteriorment, poder ser descarregades a un ordinador i analitzades per un programa que s’ha creat per a tal finalitat.

Development of a tool for the construction of "ground truth" for complex color images with text

Aquesta memoria resumeix el treball de final de carrera d’Enginyeria Superior d’Informàtica. Explicarà les principals raons que han motivat el projecte així com exemples que il·lustren l’aplicació resultant. En aquest cas el software intentarà resoldre la actual necessitat que hi ha de tenir dades de Ground Truth per als algoritmes de segmentació de text per imatges de color complexes. Tots els procesos seran explicats en els diferents capítols partint de la definició del problema, la planificació, els requeriments i el disseny fins a completar la il·lustració dels resultats del programa i les dades de Ground Truth resultants.

Sincronización de dispositivos móviles con Coneix

La aplicación presentada trata sobre la sincronización entre diferentes grupos de información dentro de cualquier dispositivo móvil con la intranet Coneix de forma Wi-Fi. El proyecto se ha apoyado en una herramienta OpenSource con la que se puede tratar datos internamente en los dispositivos móviles. Otras tecnologías usadas son HTML, PHP para el desarrollo de interfaz y de algoritmos, y MySQL como soporte para las bases de datos usadas durante el proceso de la sincronización.

Dinàmica de sistemes mesoscòpics amb correlacions quàntiques mitjançant la formulació de de Broglie-Bohm

Per a determinar la dinàmica espai-temporal completa d’un sistema quàntic tridimensional de N partícules cal integrar l’equació d’Schrödinger en 3N dimensions. La capacitat dels ordinadors actuals permet fer-ho com a molt en 3 dimensions. Amb l’objectiu de disminuir el temps de càlcul necessari per a integrar l’equació d’Schrödinger multidimensional, es realitzen usualment una sèrie d’aproximacions, com l’aproximació de Born–Oppenheimer o la de camp mig. En general, el preu que es paga en realitzar aquestes aproximacions és la pèrdua de les correlacions quàntiques (o entrellaçament). Per tant, és necessari desenvolupar mètodes numèrics que permetin integrar i estudiar la dinàmica de sistemes mesoscòpics (sistemes d’entre tres i unes deu partícules) i en els que es tinguin en compte, encara que sigui de forma aproximada, les correlacions quàntiques entre partícules. Recentment, en el context de la propagació d’electrons per efecte túnel en materials semiconductors, X. Oriols ha desenvolupat un nou mètode [Phys. Rev. Lett. 98, 066803 (2007)] per al tractament de les correlacions quàntiques en sistemes mesoscòpics. Aquesta nova proposta es fonamenta en la formulació de la mecànica quàntica de de Broglie– Bohm. Així, volem fer notar que l’enfoc del problema que realitza X. Oriols i que pretenem aquí seguir no es realitza a fi de comptar amb una eina interpretativa, sinó per a obtenir una eina de càlcul numèric amb la que integrar de manera més eficient l’equació d’Schrödinger corresponent a sistemes quàntics de poques partícules. En el marc del present projecte de tesi doctoral es pretén estendre els algorismes desenvolupats per X. Oriols a sistemes quàntics constituïts tant per fermions com per bosons, i aplicar aquests algorismes a diferents sistemes quàntics mesoscòpics on les correlacions quàntiques juguen un paper important. De forma específica, els problemes a estudiar són els següents: (i) Fotoionització de l’àtom d’heli i de l’àtom de liti mitjançant un làser intens. (ii) Estudi de la relació entre la formulació de X. Oriols amb la aproximació de Born–Oppenheimer. (iii) Estudi de les correlacions quàntiques en sistemes bi- i tripartits en l’espai de configuració de les partícules mitjançant la formulació de de Broglie–Bohm.

Evaluación de la regeneración ósea mediante procesado de imagen

La regeneració òssia és un procés estudiat per experts de tot el món. Aquests experts estudien materials capaços d’accelerar el procés de formació de teixit ossi en zones on s’han produït defectes ossis. Després d’un determinat període de temps de l’aplicació dels materials d’estudi en la zona on hi havia una manca de teixit ossi, s’obtenen imatges d’aquesta zona on l’expert mitjançant l’ inspecció visual d’aquestes imatges avalua si l’os s’ha regenerat bé o no. El problema d’aquest mètode d’avaluació es que requereix d’un expert on la valoració d’aquest és subjectiva i difícil de quantificar, el que pot provocar que hi hagi discordança entre experts. Amb la finalitat de aprofitar les imatges en que es basa l’expert per avaluar la capacitat de regeneració òssia dels materials d’estudi es proposa realitzar un anàlisi quantitatiu de la regeneració òssia basat en el processament d’imatge. L’algorisme dissenyat es capaç de classificar imatges de la mandíbula en: imatges de regeneració bona i dolenta mitjançant la parametrització de l’histograma de nivells de grisos de la imatge, solucionant la falta d’objectivitat del mètode d’avaluació de la regeneració òssia i la necessitat d’un expert per realitzar-la.

Simulador d'un processador amb Adobe Flash Player

Aquest Projecte pretén crear un simulador d’una màquina algorísmica, de caràcter didàctic amb Adobe Flash CS3 per a reproduir-lo amb Adobe Flash Lite Player, que és la versió per a dispositius mòbils. Simularà el comportament de la màquina algorísmica anomenada FEMTOPROC, que és capaç d’interpretar 4 instruccions molt senzilles: ADD, AND, NOT i JZ (jump if zero). Les diferents instruccions introduïdes que compondran un programa seran emmagatzemades en una memòria de 64 posicions de 8 bits cadascuna i hi haurà un Banc de Registres amb 8 registres de 8 bits, que es podrà inicialitzar al començament de la simulació.