Evanescent field of vectorial highly non-paraxial beams

In terms of the Fourier spectrum, a simple but general analytical expression is given for the evanescent field associated to a certain kind of non-paraxial exact solutions of the Maxwell equations. This expression enables one to compare the relative weight of the evanescent wave with regard to the propagating field. In addition, in those cases in which the evanescent term is significant, the magnitude of the field components across the transverse profile (including the evanescent features) can be determined. These results are applied to some illustrative examples.

Primordial Perturbations in Einstein-Aether theories

El nostre objectiu es l'estudi d'extensions de la Relativitat General i, en particular, estem interessats en les teories que continguin camps vectorials addicionals. En aquests tipus de teories es necessari imposar que el vector ha de tenir norma fixa per evitar la presència d'un fantasma o grau de llibertat amb terme cinètic negatiu, i això implica que la simetria Lorentz està trencada espontàniament. El camp del aether només interactua gravitatòriament i la seva presència es difícil de detectar, no obstant això, durant inflació les fluctuacions del buit a escales petites d'un camp lleuger pot deixar una empremta en observables com les anisotropies del fons de radiació de microones. Les fluctuacions del Einstein-aether es comporten com els camps sense massa i això fa que inflació generi modes de longitud de ona llarga en els sectors escalar i vectorial. Hem estudiat la signatura del Einstein-aether dins l'espectre de pertorbacions primordials lluny del límit de de Sitter de inflació. Aquests modes escalars i vectorials poden deixar una empremta significativa en la radiació de fons de microones en funció dels paràmetres del model. Les observacions del fons de radiació de microones imposen restriccions fenomenològiques que redueixen els límits existents per aquesta classe de teoria. Amb aquest estudi del aether també esperem millorar el coneixement que tenim de una classe més ampla de teories que exhibeixen el mateix tipus de trencament de simetria.

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.

BCN­Routing : càlcul web de rutes amb pgRouting, OpenStreetMap i OpenLayers

En aquest projecte s'ha desenvolupat una interfície web per calcular rutes a la ciutat de Barcelona. Les rutes calculades són a peu, entre un punt d'origen qualsevol i un punt d'interès turístic de la ciutat com a destí. Per això s'han extret les dades dels carrers de Barcelona d'OpenStreetMap i s'han insertat a una base de dades postgreSQL/postGIS, juntament amb una capa vectorial de punts d'interès turístic que s'ha creat amb el SIG d'escriptori qGIS. El càlcul de les rutes amb les dades de la base de dades s'ha realitzat amb l'extensió pgRouting, i la interfície web per seleccionar els punts d'origen i destí, mostrar els mapes, i mostrar les rutes resultat, s'ha desenvolupat utilitzant la llibreria OpenLayers.

Anàlisi bàsic de rutes òptimes a zones de catàstrofe

L'objectiu del projecte és desenvolupar un Sistema d'Informació Geogràfica (SIG) d'ús senzill, amb la finalitat de generar cartografia actualitzada de manera gairebé instantània que serveixi de recolzament a l'ajuda internacional desplegada en un país després d'una catàstrofe natural. La cartografia serà d'Haití, com a exemple de zona afectada per un terratrèmol. Amb el SIG els equips d'emergència podran indicar aquelles vies tallades, per poder tenir cartografia actualitzada. Igualment podran indicar un punt origen i un punt destí i el SIG els indicarà la ruta més curta, tenint en compte les carreteres tallades. El programari utilitzat per desenvolupar el projecte és GeoMedia Professional, Microsoft Access i Microsoft Visual Studio .NET. S'ha generat cartografia d'Haití en format vectorial.

Mejora diagnóstica de hepatopatías de afectación difusa mediante técnicas de inteligencia artificial

The automatic diagnostic discrimination is an application of artificial intelligence techniques that can solve clinical cases based on imaging. Diffuse liver diseases are diseases of wide prominence in the population and insidious course, yet early in its progression. Early and effective diagnosis is necessary because many of these diseases progress to cirrhosis and liver cancer. The usual technique of choice for accurate diagnosis is liver biopsy, an invasive and not without incompatibilities one. It is proposed in this project an alternative non-invasive and free of contraindications method based on liver ultrasonography. The images are digitized and then analyzed using statistical techniques and analysis of texture. The results are validated from the pathology report. Finally, we apply artificial intelligence techniques as Fuzzy k-Means or Support Vector Machines and compare its significance to the analysis Statistics and the report of the clinician. The results show that this technique is significantly valid and a promising alternative as a noninvasive diagnostic chronic liver disease from diffuse involvement. Artificial Intelligence classifying techniques significantly improve the diagnosing discrimination compared to other statistics.

Using self organizing maps on compositional data

Self-organizing maps (Kohonen 1997) is a type of artificial neural network developedto explore patterns in high-dimensional multivariate data. The conventional versionof the algorithm involves the use of Euclidean metric in the process of adaptation ofthe model vectors, thus rendering in theory a whole methodology incompatible withnon-Euclidean geometries.In this contribution we explore the two main aspects of the problem:1. Whether the conventional approach using Euclidean metric can shed valid resultswith compositional data.2. If a modification of the conventional approach replacing vectorial sum and scalarmultiplication by the canonical operators in the simplex (i.e. perturbation andpowering) can converge to an adequate solution.Preliminary tests showed that both methodologies can be used on compositional data.However, the modified version of the algorithm performs poorer than the conventionalversion, in particular, when the data is pathological. Moreover, the conventional ap-proach converges faster to a solution, when data is \well-behaved".Key words: Self Organizing Map; Artificial Neural networks; Compositional data

New insights on river water chemistry by using non-centred simplicial principal component analysis: a case study

The use of perturbation and power transformation operations permits the investigation of linear processes in the simplex as in a vectorial space. When the investigated geochemical processes can be constrained by the use of well-known starting point, the eigenvectors of the covariance matrix of a non-centred principalcomponent analysis allow to model compositional changes compared with a reference point.The results obtained for the chemistry of water collected in River Arno (central-northern Italy) have open new perspectives for considering relative changes of the analysed variables and to hypothesise the relative effect of different acting physical-chemical processes, thus posing the basis for a quantitative modelling

Estudi i aplicació de llibreries de física per a motors de videojocs

En el món dels videojocs el realisme és un punt molt important a tenir en compte ja que dónamés sensació a l’usuari d’estar immers en el videojoc. Això passa en part per aconseguir realisme en la dinàmica dels objectes i fer que aquests segueixin les lleis de la física de Newton. Per això s’han desenvolupat diverses llibreries que s’anomenen “motors de física” (physics engines), que empren variables com la massa, la velocitat, la fricció i la resistència del vent. Els objectius d’aquest projecte seran l’estudi de diferents llibreries físiques existents, la seva comparació i com s’integren en els motors de jocs. A més a més , la generació de contingut amb comportament que respongui a les funcions definides a aquestes llibreries no és trivial i per aquest motiu també es desenvoluparà una aplicació per generar murs de forma semiautomàtica que respongui a impactes. Per assolir aquests objectius caldrà: d’ una banda, comparar els cossos rígids, unions i funcionament en general de diferents llibreries físiques: Newton Game Dynamics, NVIDIA PhysX Technology, Open Dynamics Engine, Bullet PhysicsLibrary, Tokamak Physics Engine i Havok i d’ altra banda, implementar una aplicació que donant-li una imatge en planta d’una paret o conjunt de parets en format vectorial i les mides d’un maó, generi murs que puguin reaccionar de forma adequada quan rebin l’impacte d’una massa determinada. L’aplicació s’implementarà en C++ i amb l’entorn de desenvolupament Microsoft Visual Studio 2005. La visualització serà amb OpenGL

Modelatge basat en exemples de carrers d’una ciutat

L’objectiu d’aquest projecte és el desenvolupament d’una eina de generació de xarxes de carrers a partir d’exemples. L’eina ha de permetre generar una xarxa de carrers nova que sigui semblant a l’existent en un mapa vectorial donat. A més, també es pretén unir aquesta aplicació amb l’urbanEngine per tal de poder generar vistes en 3D sobre aquestes xarxes de carrers, a més d’ampliar les opcions de l’urbanEngine a l’hora de crear ciutats

Desenvolupament d'algorismes biològicament inspirats basats en Support Vector Machines

L'objectiu d'aquest projecte ha estat el desenvolupament d'algorismes biològicament inspirats per a l'olfacció artificial. Per a assolir-lo ens hem basat en el paradigma de les màquines amb suport vectorial. Hem construit algoritmes que imitaven els processos computacionals dels diferents sistemes que formen el sistema olfactiu dels insectes, especialment de la llagosta Schistocerca gregaria. Ens hem centrat en el lòbuls de les antenes, i en el cos fungiforme. El primer està considerat un dispositiu de codificació de les olors, que a partir de la resposta temporal dels receptors olfactius a les antenes genera un patró d'activació espaial i temporal. Quant al cos fungiforme es considera que la seva funció és la d'una memòria per als olors, així com un centre per a la integració multi-sensorial. El primer pas ha estat la construcció de models detallats dels dos sistemes. A continuació, hem utilitzat aquests models per a processar diferents tipus de senyals amb l'objectiu de abstraure els principis computacionals subjacents. Finalment, hem avaluat les capacitats d'aquests models abstractes, i els hem utilitzat per al processat de dades provinents de sensors de gasos. Els resultats mostren que el models abstractes tenen millor comportament front el soroll i més capacitat d'emmagatzematge de records que altres models més clàssics, com ara les memòries associatives de Hopfield o fins i tot en determinades circumstàncies que les mateixes Support Vector Machines.

Modification of the Perrine-Baum diagram to improve the calculation of high voltage electric lines

Through the history of Electrical Engineering education, vectorial and phasorial diagrams have been used as a fundamental learning tool. At present, computational power has replaced them by long data lists, the result of solving equation systems by means of numerical methods. In this sense, diagrams have been shifted to an academic background and although theoretically explained, they are not used in a practical way within specific examples. This fact may be against the understanding of the complex behavior of the electrical power systems by students. This article proposes a modification of the classical Perrine-Baum diagram construction to allowing both a more practical representation and a better understanding of the behavior of a high-voltage electric line under different levels of load. This modification allows, at the same time, the forecast of the obsolescence of this behavior and line’s loading capacity. Complementary, we evaluate the impact of this tool in the learning process showing comparative undergraduate results during three academic years

L'equilibri en la força

Aquesta unitat didàctica desenvolupada durant el Màster de Professorat de Secundària està pensada per ser impartida a l’assignatura Física i Química de 4t d’ESO, més concretament a la part de física, com introducció a la Dinàmica. Es parteix de les idees prèvies de l’alumnat sobre situacions quotidianes on hi actuen forces. Es contrasten aquestes amb una posada en comú i amb l’explicació del professor, que va introduint progressivament conceptes nous com l’equilibri o els vectors, a mesura que es fan necessaris. En les sessions posteriors s’insisteix en el caràcter vectorial de les forces i es centra l’atenció en dos casos particulars: la força de fregament i la força elàstica. Sobre aquestes dues es treballa resolent un cas i fent una experiència pràctica, fomentant la competència comunicativa. La finalitat de la metodologia és acabar construint les Lleis de Newton, les quals hauran d’exposar en una presentació al final de la unitat.