Physically based walking simulation

Hem realitzat l’estudi de moviments humans i hem buscat la forma de poder crear aquests moviments en temps real sobre entorns digitals de forma que la feina que han de dur a terme els artistes i animadors sigui reduïda. Hem fet un estudi de les diferents tècniques d’animació de personatges que podem trobar actualment en l’industria de l’entreteniment així com les principals línies de recerca, estudiant detingudament la tècnica més utilitzada, la captura de moviments. La captura de moviments permet enregistrar els moviments d’una persona mitjançant sensors òptics, sensors magnètics i vídeo càmeres. Aquesta informació és emmagatzemada en arxius que després podran ser reproduïts per un personatge en temps real en una aplicació digital. Tot moviment enregistrat ha d’estar associat a un personatge, aquest és el procés de rigging, un dels punts que hem treballat ha estat la creació d’un sistema d’associació de l’esquelet amb la malla del personatge de forma semi-automàtica, reduint la feina de l’animador per a realitzar aquest procés. En les aplicacions en temps real com la realitat virtual, cada cop més s’està simulant l’entorn en el que viuen els personatges mitjançant les lleis de Newton, de forma que tot canvi en el moviment d’un cos ve donat per l’aplicació d’una força sobre aquest. La captura de moviments no escala bé amb aquests entorns degut a que no és capaç de crear noves animacions realistes a partir de l’enregistrada que depenguin de l’interacció amb l’entorn. L’objectiu final del nostre treball ha estat realitzar la creació d’animacions a partir de forces tal i com ho fem en la realitat en temps real. Per a això hem introduït un model muscular i un sistema de balanç sobre el personatge de forma que aquest pugui respondre a les interaccions amb l’entorn simulat mitjançant les lleis de Newton de manera realista.

Design of Novel Frequency Generation Circuit with Application to Ultra-Wideband Distributed Oscillators

Given the urgence of a new paradigm in wireless digital trasmission which should allow for higher bit rate, lower latency and tigher delay constaints, it has been proposed to investigate the fundamental building blocks that at the circuital/device level, will boost the change towards a more efficient network architecture, with high capacity, higher bandwidth and a more satisfactory end user experience. At the core of each transciever, there are inherently analog devices capable of providing the carrier signal, the oscillators. It is strongly believed that many limitations in today's communication protocols, could be relieved by permitting high carrier frequency radio transmission, and having some degree of reconfigurability. This led us to studying distributed oscillator architectures which work in the microwave range and possess wideband tuning capability. As microvave oscillators are essentially nonlinear devices, a full nonlinear analyis, synthesis, and optimization had to be considered for their implementation. Consequently, all the most used nonlinear numerical techniques in commercial EDA software had been reviewed. An application of all the aforementioned techniques has been shown, considering a systems of three coupled oscillator ("triple push" oscillator) in which the stability of the various oscillating modes has been studied. Provided that a certain phase distribution is maintained among the oscillating elements, this topology permits a rise in the output power of the third harmonic; nevertheless due to circuit simmetry, "unwanted" oscillating modes coexist with the intenteded one. Starting with the necessary background on distributed amplification and distributed oscillator theory, the design of a four stage reverse mode distributed voltage controlled oscillator (DVCO) using lumped elments has been presented. All the design steps have been reported and for the first time a method for an optimized design with reduced variations in the output power has been presented. Ongoing work is devoted to model a wideband DVCO and to implement a frequency divider.

Pràctiques i rituals funeraris a Tàrraco i el seu ager (segles II aC-III/IV dC)

L’objectiu d’aquest projecte ha estat identificar i analitzar els rituals funeraris a celebrats als suburbis de Tàrraco i el seu territorium. Per tal d’assolir-lo hem revisat col•leccions de museus, arxius i informes arqueològics arribant a documentar 721 enterraments. A través de la recerca, hem estudiat les peculiaritats i els elements d’aixovar que les tombes presenten amb el suport de les fonts escrites. Hem detectat pràctiques rituals com ara libacions, sacrificis i objectes relacionats amb ofrenes funeràries a l’exterior de les tombes. Hem documentat certa una uniformitat general i repetiva pel que fa a la selecció dels aixovars funerari. No obstant això, hi ha algunes diferències sobretot en aixovars que provenen de les tombes d’individus morts prematurament (individus no casats, infants). També s’ha constatat una diferència sexual entre dones i homes pel que fa als objectes d’aixovar. Hem utilitzat l’evidència arqueològica i literària per tal de trobar el significat d’aquests artefactes quotidians que canvien de significat quan entren en contacte amb els morts. En revisar la informació procedent d’excavacions hem identificat espais rituals específics dins de la necròpolis com jardins funeraris i ustrina. Aquest estudi ha explorat la manera com l’arqueologia ens permeten identificar les pràctiques rituals dins les àrees funeràries. L’estudi de materials arqueològics documentats als estrats de freqüentació de les necròpolis ens ha permès detectar l’evidència material de la ritualitat.

Detecció, identificació de Mycobacterium tuberculosis i caracterització molecular de la resistència als principals antituberculosos en mostra clínica directa mitjançant piroseqüenciació: aplicabilitat en l’estudi de la clonalitat de les soques.

L’augment de soques de Mycobacerium tuberculosis multiresistents i l’aparició de soques extremadament resistents, ha posat de manifest la necessitat de disposar de nous mètodes de detecció precoç de M.tuberculosis i les seves resistències als principals fàrmacs antituberculosos, així com l’estudi eficaç dels brots, per a poder dur a terme un control eficient de la malaltia. L’objectiu de l’estudi va ser determinar la capacitat de la piroseqüenciació per a detectar i identificar micobacteris a partir d’aïllats clínics i mostra directa, determinar el seu patró de resistència a Rifampicina, Isoniacida, Etambutol, Fluoroquinolones, Canamicina i Capreomicina i explorar la seva potencialitat per a ser emprada en el tipatge molecular de les soques. Mitjançant la optimització de la tecnologia de la piroseqüenciació pels gens analitzats, i el disseny de primers específics, hem verificat la utilitat de la piroseqüenciació per al maneig de la tuberculosi. S’ha pogut estudiar la presència de mutacions relacionades amb resistències a fàrmacs de primera línia en el 96.5% de les posicions analitzades en soca clínica i en el 70.4% en mostra directa. Van concordar amb el resultats obtinguts per altres mètodes fenotípics i/o fenotípics el 97.1% i el 98.2% del resultats obtinguts en soca clínica i mostra directa respectivament. La piroseqüenciació ens ha permet analitzar la presència de mutacions relacionades amb resistències a antituberculosos de segona línia, servint com a mètode de confirmació en l’anàlisi d’altres mètodes genotípics. La tècnica ens ha permès també identificar els principals micobacteris no tuberculosos implicats en la infecció humana, sòls o en coinfecció. Resultats preliminars mostren que l’anàlisi amb piroseqüenciació pot ser d’utilitat per l’estudi clonal de les soques de M.tuberculosis. Les nostres observacions mostren la piroseqüenciació com una eina valuosa en l’àmbit clínic, ja que permet una reducció de la demora del diagnòstic, estudi filogenètic i detecció de resistències M.tuberculosis, i per tant una millora de l’aplicació del tractament adequat, ajudant al control de la malaltia.

Homologia de Lawson i descens

La meva recerca en els tres anys de gaudiment de beca s'ha centrat en l'estudi de teories semitopològiques definides a través d'espais de cicles algebraics, introduïts per Friedlander i Lawson. Hem estudiat propietats de descens d'aquestes teories i hem construït una successió espectral que calcula explícitament la cohomologia mòrfica d'una varietat tòrica. D'altra banda, estem treballant en l'estudi de propietats d'invariància homotòpica per la cohomologia mòrfica, així com en l'estructura algebraica dels grups d'homologia de Lawson.

Research development of terahertz imaging systems

The electromagnetic radiation at a terahertz frequencies (from 0.1 THz to 10 THz) is situated in the frequency band comprised between the optical band and the radio band. The interest of the scientific community in this frequency band has grown up due to its large capabilities to develop innovative imaging systems. The terahertz waves are able to generate extremely short pulses that achieve good spatial resolution, good penetration capabilities and allow to identify microscopic structures using spectral analysis. The work carried out during the period of the grant has been based on the developement of system working at the aforementioned frequency band. The main system is based on a total power radiometer working at 0.1 THz to perform security imaging. Moreover, the development of this system has been useful to gain knowledge in the behavior of the component systems at this frequency band. Moreover, a vectorial network analyzer has been used to characterize materials and perform active raster imaging. A materials measurement system has been designed and used to measure material properties as permittivity, losses and water concentration. Finally, the design of a terahertz time-domain spectrometer (THz-TDS) system has been started. This system will allow to perform tomographic measurement with very high penetration resolutions while allowing the spectral characterization of the sample material. The application range of this kind of system is very wide: from the identification of cancerous tissues of a skin to the characterization of the thickness of a painted surface of a car.

Epidemilogia de la Influença porcina

La influenza es una enfermedad de gran importancia debido a su impacto sanitario y social. La especie porcina tiene importancia epidemiológica debido a su capacidad de actuar como eslabón adaptando los virus aviares a los mamíferos. Un mejor conocimiento de la enfermedad en la especie porcina permitirá definir mejor los métodos de lucha frente la enfermedad tanto en la especie humana como en la porcina. En el presente proyecto se pretende determinar los subtipos de virus influenza actualmente presentes en la cabaña porcina de España y estimar su seroprevalencia, así como estudiar los factores de riesgo que predisponen a la presencia de los virus influenza en las granjas de porcino. Para ello, se realizará una encuesta seroepidemiológica en la que se recogerán muestras de suero de animales de distintas edades (cerdas y cerdos de engorde) y se reunirán datos correspondientes a las características de las distintas explotaciones mediante una encuesta epidemiológica. Por otro lado, y con el fin de determinar la dinámica de infección de la enfermedad, se llevará a cabo un estudio longitudinal en dos explotaciones de ciclo cerrado seropositivas frente a Influenza porcina. En éstas explotaciones se recogerán muestras de suero y de hisopos nasales de un lote entero de producción, en intervalos que oscilarán de semanalmente a mensualmente. Los animales se muestrearan desde las tres semanas de vida hasta que sean enviados al matadero (aproximadamente a los 6 meses de vida). A partir de las muestras obtenidas se realizaran pruebas diagnósticas de carácter virológico y serológico. Este estudio aportará información acerca de la diseminación de los virus influenza en las explotaciones de cerdos, por lo que refiere a su comportamiento endémico/epidémico, clinico/subclínico, etc.

Supervisió i control de la lectura: anàlisi de procediments, judicis metacognitius i resultats de comprensió en estudiants d'Educació Secundària Obligatòria

Els processos de comprensió lectora són complexes, i requereixen de l’ús autorregulat, conscient i deliberat de la metacognició en les seves dues vessants: supervisió i control. L’objectiu d’aquest projecte és analitzar les relacions entre aquests dos components, i la seva repercussió en la comprensió lectora que finalment s’assoleix. Per tal de tractar aquesta qüestió s’han analitzat els processos de lectura seguits per 60 alumnes d’Educació Secundària Obligatòria. La presència i el tipus de relectura ha estat considerada com a mesura de control (estratègia emprada per millorar la pròpia comprensió), mentre que els judicis metacognitius són considerats com a mesura de supervisió. També es va elaborar una prova de comprensió lectora incloent preguntes que requerissin diferents nivells de processament cognitiu, de més superficial a més profund. Els nostres resultats preliminars mostren una relació entre l’ajust dels judicis metacognitius i la comprensió lectora assolida; els lectors que millor entenen el text tendeixen a ser els que millor supervisen la seva comprensió. La relectura també s’ha mostrat útil per millorar la comprensió, ja que els participants obtenen millors resultats després de rellegir. Per últim, s’ha trobat una relació significativa entre l’ajust dels judicis metacognitius i la relectura. D’una banda, aquests resultats subratllen la importància de la supervisió i el control en la comprensió lectora, i ofereixen evidències per explicar les complexes relacions entre supervisió, control, i resultats de comprensió. A més, els processos de lectura i els objectius amb què hom rellegeix apareixen com a temes rellevants que requereixen ser investigats per comprendre millor la interacció entre els processos de supervisió i control en la comprensió lectora. D’altra banda, els resultats tenen valuoses implicacions educatives, ja que proporcionen evidències de la importància d’ensenyar processos metacognitius des d’un punt de vista estratègic, en contraposició a les “tècniques”, per tal de millorar la comprensió lectora.

Hierarchical conditional random fields for parts based models matching

A parts based model is a parametrization of an object class using a collection of landmarks following the object structure. The matching of parts based models is one of the problems where pairwise Conditional Random Fields have been successfully applied. The main reason of their effectiveness is tractable inference and learning due to the simplicity of involved graphs, usually trees. However, these models do not consider possible patterns of statistics among sets of landmarks, and thus they sufffer from using too myopic information. To overcome this limitation, we propoese a novel structure based on a hierarchical Conditional Random Fields, which we explain in the first part of this memory. We build a hierarchy of combinations of landmarks, where matching is performed taking into account the whole hierarchy. To preserve tractable inference we effectively sample the label set. We test our method on facial feature selection and human pose estimation on two challenging datasets: Buffy and MultiPIE. In the second part of this memory, we present a novel approach to multiple kernel combination that relies on stacked classification. This method can be used to evaluate the landmarks of the parts-based model approach. Our method is based on combining responses of a set of independent classifiers for each individual kernel. Unlike earlier approaches that linearly combine kernel responses, our approach uses them as inputs to another set of classifiers. We will show that we outperform state-of-the-art methods on most of the standard benchmark datasets.

Problemàtiques en l'estudi i investigació del "Dot Painting o Dot Art Movement" Aborigen austràlià

L'objecte d'estudi de la següent memòria són les obres de l'anomenat, en la literatura anglosaxona, "Dot Art Movement o Dot Painting"; un moviment artístic índigena contemporani engendrat entre la dècada dels 70 i els 80 del segle passat a les comunitats de Papunya i Yuendumu en el cor del Desert Australià. La memòria s'articula entorn les principals problemàtiques a les que s'enfronta la definició i descripció de l'anomenat "Dot Art Movement o Dot Painting" dins el context de consum i recepció de les obres a Europa. Aquestes problemàtiques, sobretot conceptuals però també metodològiques, són descrites entorn tres grans apartats: el fet "primitiu", el fet "aborigen" i el fet del "Dot Art Movement o Dot painting". A través d'aquests tres àmbits la memòria presenta diverses herències històriques de caràcter eurocèntric, amb base al període colonial, que dificulten la proliferació d'interpretacions i noves aproximacions vers la recepció europea de les obres d'aquest moviment artístic.

Eliminació autotròfica de nitrogen en una pila biològica (microbial fuel cells )

L’aigua i l’energia formen un binomi indissociable. En relació al cicle de l’aigua, des de fa varies dècades s’han desenvolupat diferents formes per recuperar part de l’energia relacionada amb l’aigua, per exemple a partir de centrals hidroelèctriques. No obstant, l’ús d’aquesta aigua també porta associat un gran consum energètic, relacionat sobretot amb el transport, la distribució, la depuració, etc... La depuració d’aigües residuals porta associada una elevada demanda energètica (Obis et al.,2009). En termes energètics, tot i que la despesa elèctrica d’una EDAR varia en funció de diferents paràmetres com la configuració i la capacitat de la planta, la càrrega a tractar, etc... es podria considerar que el rati mig seria d’ aproximadament 0.5 KWh•m-3.Els principals costos d’explotació estan relacionats tant amb la gestió de fangs (28%) com amb el consum elèctric (25%) (50% tractament biològic). Tot i que moltes investigacions relacionades amb el tractament d’aigua residual estan encaminades en disminuir els costos d’operació, des de fa poques dècades s’està investigant la viabilitat de que l’aigua residual fins i tot sigui una font d’energia, canviant la perspectiva, i començant a veure l’aigua residual no com a una problemàtica sinó com a un recurs. Concretament s’estima que l’aigua domèstica conté 9.3 vegades més energia que la necessària per el seu tractament mitjançant processos aerobis (Shizas et al., 2004). Un dels processos més desenvolupats relacionats amb el tractament d’aigües residuals i la producció energètica és la digestió anaeròbia. No obstant, aquesta tecnologia permet el tractament d’altes càrregues de matèria orgànica generant un efluent ric en nitrogen que s’haurà de tractar amb altres tecnologies. Per altre banda, recentment s’està investigant una nova tecnologia relacionada amb el tractament d’aigües residuals i la producció energètica: les piles biològiques (microbial fuel cells, MFC). Aquesta tecnologia permet obtenir directament energia elèctrica a partir de la degradació de substrats biodegradables (Rabaey et al., 2005). Les piles biològiques, més conegudes com a Microbial Fuel Cells (acrònim en anglès, MFC), són una emergent tecnologia que està centrant moltes mirades en el camp de l’ investigació, i que es basa en la producció d’energia elèctrica a partir de substrats biodegradables presents en l’aigua residual (Logan., 2008). Els fonaments de les piles biològiques és molt semblant al funcionament d’una pila Daniell, en la qual es separa en dos compartiments la reacció d’oxidació (compartiment anòdic) i la de reducció (compartiment catòdic) amb l’objectiu de generar un determinat corrent elèctric. En aquest estudi, bàsicament es mostra la posada en marxa d'una pila biològica per a l'eliminació de matèria orgànica i nitrogen de les aigües residuals.

Estudio de marcadores moleculares en neoplasias mieloproliferativas

Las neoplasias mieloproliferativas (NM) son un grupo de enfermedades clonales de la célula hematopoyética madre. Entre las NM clásicas se encuentran la policitemia vera (PV), la trombocitemia esencial (TE) y la mielofibrosis primaria (MFP). Durante muchos años el diagnóstico de estas patologías se hacía por exclusión utilizando biomarcadores de clonalidad poco específicos. En el año 2005, la descripción de la mutación JAK2V617F supuso un avance importante en el diagnóstico de estas patologías. Posteriormente, se han descrito mutaciones en otros genes como mutaciones en MPL, TET2, ASXL1, IDH1, IDH2, c-CBL, EZH2, IKZF1 y LNK, en distintas neoplasias mieloides y en porcentaje variable. Aun así, ninguno de estos genes son marcadores específicos de ninguna NM y todavía existe un porcentaje elevado de pacientes con TE y MFP sin un marcador de clonalidad conocido. Además, todos estos genes se han descrito como eventos genéticos implicados en la transformación de una NM a leucemia mieloide aguda. El objetivo de este proyecto fue estudiar varios marcadores moleculares en neoplasias mieloproliferativas Philadelphia negativas. En primer lugar, se estudió la modulación de la carga alélica JAK2V617F en pacientes con PV o TE que recibieron tratamiento citoreductor y a su vez se analizó la dinámica natural de la carga alélica en pacientes que no recibieron tratamiento. Posteriormente, se analizaron la presencia de alteraciones en los genes previamente mencionados, en distintos grupos de pacientes. En primer lugar, se analizó la presencia de mutaciones en TET2, ASXL1, IDH1, IDH2 y CBL en un grupo de pacientes JAK2 y MPL negativos, para determinar la frecuencia de alteraciones de estos genes en este grupo de pacientes y determinar su valor en el diagnóstico de estas patologías. En segundo lugar, se estudió la presencia de mutaciones en estos genes incluyendo EZH2, IKZF1 y LNK para estudiar la incidencia y el valor pronóstico de estas alteraciones en las NM que progresan a mielofibrosis.

Control of optical fields and single photon emitters by advanced nanoantenna structures

The control of optical fields on the nanometre scale is becoming an increasingly important tool in many fields, ranging from channelling light delivery in photovoltaics and light emitting diodes to increasing the sensitivity of chemical sensors to single molecule levels. The ability to design and manipulate light fields with specific frequency and space characteristics is explored in this project. We present an alternative realisation of Extraordinary Optical Transmission (EOT) that requires only a single aperture and a coupled waveguide. We show how this waveguide-resonant EOT improves the transmissivity of single apertures. An important technique in imaging is Near-Field Scanning Optical Microscopy (NSOM); we show how waveguide-resonant EOT and the novel probe design assist in improving the efficiency of NSOM probes by two orders of magnitude, and allow the imaging of single molecules with an optical resolution of as good as 50 nm. We show how optical antennas are fabricated into the apex of sharp tips and can be used in a near-field configuration.

Metal•lúrgia del coure a la prehistòria recent del oest d'Europa.Una mirada des de les anàlisis de composició elemental dels artefactes metàl·lics

L’objecte principal que ha guiat la recerca dels darrers tres anys ha estat la arqueometal•lúrgia. Esta memòria s’estructura en 3 parts: Els objectius inicials, el treball realitzat cada any i els resultats de la meva investigació. Evidentment, és en aquest darrer apartat on s’emfatitza la tasca de recerca i s’exposen els 3 àmbits d’actuació principals. El primer d’ells, necessari, és la formació teòric-metodològica en arqueometal•lúrgia. El segon, l’estudi de la composició elemental de les societats del Ha B2 de l’oest d’Europa. El darrer queda configurat per la recerca en curs en torn a la producció metal•lúrgica argàrica. També s’adjunta una selecció d’annex amb informes i publicacions redactats durant la beca i que ofereixen mirades en detall dels diferents elements que composen la recerca.