Estudi de mètodes de classificació borrosa i la seva aplicació a l'agrupació de zones geogràfiques en base a diverses característiques incertes

Aquesta memòria està estructurada en sis capítols amb l'objectiu final de fonamentar i desenvolupar les eines matemàtiques necessàries per a la classificació de conjunts de subconjunts borrosos. El nucli teòric del treball el formen els capítols 3, 4 i 5; els dos primers són dos capítols de caire més general, i l'últim és una aplicació dels anteriors a la classificació dels països de la Unió Europea en funció de determinades característiques borroses. En el capítol 1 s'analitzen les diferents connectives borroses posant una especial atenció en aquells aspectes que en altres capítols tindran una aplicació específica. És per aquest motiu que s'estudien les ordenacions de famílies de t-normes, donada la seva importància en la transitivitat de les relacions borroses. La verificació del principi del terç exclòs és necessària per assegurar que un conjunt significatiu de mesures borroses generalitzades, introduïdes en el capítol 3, siguin reflexives. Estudiem per a quines t-normes es verifica aquesta propietat i introduïm un nou conjunt de t-normes que verifiquen aquest principi. En el capítol 2 es fa un recorregut general per les relacions borroses centrant-nos en l'estudi de la clausura transitiva per a qualsevol t-norma, el càlcul de la qual és en molts casos fonamental per portar a terme el procés de classificació. Al final del capítol s'exposa un procediment pràctic per al càlcul d'una relació borrosa amb l'ajuda d'experts i de sèries estadístiques. El capítol 3 és un monogràfic sobre mesures borroses. El primer objectiu és relacionar les mesures (o distàncies) usualment utilitzades en les aplicacions borroses amb les mesures conjuntistes crisp. Es tracta d'un enfocament diferent del tradicional enfocament geomètric. El principal resultat és la introducció d'una família parametritzada de mesures que verifiquen unes propietats de caràcter conjuntista prou satisfactòries. L'estudi de la verificació del principi del terç exclòs té aquí la seva aplicació sobre la reflexivitat d'aquestes mesures, que són estudiades amb una certa profunditat en alguns casos particulars. El capítol 4 és, d'entrada, un repàs dels principals resultats i mètodes borrosos per a la classificació dels elements d'un mateix conjunt de subconjunts borrosos. És aquí on s'apliquen els resultats sobre les ordenacions de les famílies de t-normes i t-conormes estudiades en el capítol 1. S'introdueix un nou mètode de clusterització, canviant la matriu de la relació borrosa cada vegada que s'obté un nou clúster. Aquest mètode permet homogeneïtzar la metodologia del càlcul de la relació borrosa amb el mètode de clusterització. El capítol 5 tracta sobre l'agrupació d'objectes de diferent naturalesa; és a dir, subconjunts borrosos que pertanyen a diferents conjunts. Aquesta teoria ja ha estat desenvolupada en el cas binari; aquí, el que es presenta és la seva generalització al cas n-ari. Més endavant s'estudien certs aspectes de les projeccions de la relació sobre un cert espai i el recíproc, l'estudi de cilindres de relacions predeterminades. Una aplicació sobre l'agrupació de les comarques gironines en funció de certes variables borroses es presenta al final del capítol. L'últim capítol és eminentment pràctic, ja que s'aplica allò estudiat principalment en els capítols 3 i 4 a la classificació dels països de la Unió Europea en funció de determinades característiques borroses. Per tal de fer previsions per a anys venidors s'han utilitzat sèries temporals i xarxes neuronals. S'han emprat diverses mesures i mètodes de clusterització per tal de poder comparar els diversos dendogrames que resulten del procés de clusterització. Finalment, als annexos es poden consultar les sèries estadístiques utilitzades, la seva extrapolació, els càlculs per a la construcció de les matrius de les relacions borroses, les matrius de mesura i les seves clausures.

L'herència deweyana: la Philosophy for Children de Matthew Lipman i les bases del coneixement

L'objectiu d'aquest treball s'emmarca dintre del que tradicionalment s'ha anomenat teoria del coneixement, perquè pretén examinar alguns conceptes bàsics que fonamenten i participen en el procés de coneixement. Tot això, des duna perspectiva clarament pragmatista i, més específicament, deweyana. Optar per una perspectiva clarament deweyana suposa una reformulació de nocions tradicionalment emprades per la filosofia en general i per la teoria del coneixement en particular. Els primers conceptes afectats són els de "filosofia" i "coneixement", que hauran de ser reconstruïts. Però si la noció de coneixement ha de ser replantejada, també ho haurà de ser la qüestió de les seves bases: en el millor dels casos, les bases tradicionals del coneixement no podran ser interpretades com fins ara; en el pitjor dels casos, caldrà substituir-les per noves bases. És evident que no es pot construir un nou edifici sobre vells fonaments. Així, l'anàlisi de les bases del coneixement haurà d'incidir en les diferències respecte a la interpretació tradicional del coneixement. Aquesta investigació estableix, com a hipòtesi inicial, que la noció reconstruïda de coneixement té com a condicions de possibilitat - el que hem anomenat "bases del coneixement" - l'experiència, la comunitat de recerca i el judici. Si és cert que són condicions de possibilitat del coneixement, aleshores haurien d'aparèixer com a nocions fonamentals de qualsevol teoria del coneixement - sempre que s'acceptin d'entrada els pressupòsits pragmatistes. D'altra banda, el coneixement sempre ha estat vinculat a l'educació. Així, segons la visió tradicional, el coneixement era substancial, mentre que l'educació (identificada amb la instrucció) era el procés pel qual s'adquiria aquesta fi-en-si. Ara bé, que el coneixement ja no sigui substancial sinó instrumental no significa que desaparegui la seva íntima relació amb l'educació, sinó que - necessàriament - es replantegi: l'educació passa a ser el procés obert, social, de diàleg, en el qual es desenvolupa el coneixement; un coneixement que ja no és un fi-en-si sinó que retroalimenta el mateix procés "educatiu", enriquint-lo. Hem dit que les condicions de possibilitat del coneixement són l'experiència, la comunitat de recerca i el judici. Però, alhora, aquests resulten ser també els fonaments filosòfics de l'educació; respondre realment a les necessitats dels individus i de la societat. Experiència, recerca, diàleg i judici sorgeixen tant de la mateixa naturalesa de la filosofia com de la naturalesa de l'educació. Són alhora elements d'una filosofia reconstruïda i assumpcions del paradigma reflexiu en l'educació. Així doncs, podríem dir que el judici, l'experiència de l'individu i la comunitat de recerca (aquesta en tant que context en què es donen el diàleg filosòfic i la recerca) esdevenen pressupòsits inevitables de la "nova" filosofia i de la "nova educació. "Aprendre a pensar pel propi compte" - que apareix com a l'objectiu de l'educació - suposa atendre a totes i cadascuna d'aquestes bases. En aquest context, la filosofia o teoria de l'educació esdevé una teoria filosòfica del coneixement: una reflexió sobre el coneixement i el pensament, sobre les condicions de possibilitat del coneixement, sobre els seus límits. Aquest plantejament s'enfronta explícitament a altres alternatives força més comunes i que volem intentar d'evitar: -un estudi de la filosofia de l'educació i/o de la teoria del coneixement simplement historicista, com a mer compendi de teories i autors ordenats més o menys cronològicament; -una reflexió abstracta sobre el coneixement, sense cap mena de contrastació empírica; -una investigació sociològica sobre el coneixement en el qual es privilegiïn els condicionaments sociològics (que no vol dir necessàriament socials) de l'adquisició del coneixement basant-se en realitats culturals i educatives existents però oblidant tot fonament filosòfic; o -una teoria sobre el coneixement de caire marcadament psicologista. Per tal d'evitar fer hipòtesis i reflexions en el buit, concretem el nostre estudi en un projecte concret: Philosophy for Children, perquè entenem que és una teoria del coneixement portada a la pràctica filosòfica; que posa en joc, doncs, les mateixes bases que garanteixen el coneixement. Així, aquesta investigació no és solament una reflexió sobre les bases epistemològiques de Philosophy for Children, ni una apologia del projecte, sinó que pretén posar i analitzar les bases d'una visió més global del coneixement prenent en consideració totes les seves vessants. En aquest sentit, Philosophy for Children en és útil en la mesura que serveix de suport concret per a la nostra anàlisi. Així doncs, establim que les bases del coneixement - en la seva acceptació pragmatista - són tres: experiència, comunitat de recerca i judici. Alhora, aquests elements són també condicions d'una educació reflexiva. Queden així estretament vinculades la filosofia i l'educació. Confirmar aquestes hipòtesis suposa una sèrie de passos: 1r. Analitzar la noció de filosofia que hi ha al darrera d'aquesta concepció del coneixement. No pretenem que les nostres conclusions siguin vàlides universalment (trairíem el mateix esperit pragmatista!) sinó solament que ho són en l'espai que queda delimitat per una determinada manera d'entendre la filosofia. 2n. Investigar cadascuna de les bases del coneixement en el context de les filosofies de Dewey i , especialment, de Lipman per tal d'oferir-ne una interpretació i veure en quina mesura es vinculen amb el coneixement. Això suposarà, en algun cas, recórrer a algun altre autor, per tal d'afinar més en la demarcació del concepte en qüestió. 3r. Clarificar el concepte d'educació relacionat amb el coneixement i establir els lligams corresponents amb cadascuna de les bases analitzades. Un cop fets aquests passos esperem que quedarà manifest que l'experiència, la comunitat de recerca i el judici són bases del coneixement i, alhora, elements essencials de qualsevol procés educatiu. Tot això, a més, ha d'anar acompanyat de l'exigència d'un paper actiu del filòsof en el procés educatiu. No n'hi ha prou amb "baixar la filosofia del cel a la terra"; cal que, a més, aquest descens repercuteixi en la manera com l'home es relaciona amb els altres i amb el seu entorn. Només així podrà ser superat el vell dualisme entre pensament i acció.

Front spreading in population dynamic models. Theory and application to the Neolithic transition

This thesis presents population dynamics models that can be applied to predict the rate of spread of the Neolithic transition (change from hunter-gathering to farming economics) across the European continent, which took place about 9000 to 5000 years ago. The first models in this thesis provide predictions at a continental scale. We develop population dynamics models with explicit kernels and apply realistic data. We also derive a new time-delayed reaction-diffusion equation which yields speeds about a 10% slower than previous models. We also deal with a regional variability: the slowdown of the Neolithic front when reaching the North of Europe. We develop simple reaction-diffusion models that can predict the measured speeds in terms of the non-homogeneous distribution of pre-Neolithic (Mesolithic) population in Europe, which were present in higher densities at the North of the continent. Such models can explain the observed speeds.

Estructura computacional i aplicacions de la semblança molecular quàntica

La tesis tracta diferents aspectes relacionats amb el càlcul de la semblança quàntica, així com la seva aplicació en la racionalització i predicció de l'activitat de fàrmacs. Es poden destacar dos progressos importants en el desenvolupament de noves metodologies que faciliten el càlcul de les mesures de semblança quàntica. En primer lloc, la descripció de les molècules mitjançant les funciones densitat aproximades PASA (Promolecular Atomic Shell Approximation) ha permès descriure amb suficient precisió la densitat electrònica dels sistemes moleculars analitzats, reduint substancialment el temps de càlcul de les mesures de semblança. En segon lloc, el desenvolupament de tècniques de superposició molecular específiques de les mesures de semblança quàntica ha permès resoldre el problema de l'alineament en l'espai dels compostos comparats. El perfeccionament d'aquests nous procediments i algoritmes matemàtics associats a les mesures de semblança molecular quàntica, ha estat essencial per poder progressar en diferents disciplines de la química computacional, sobretot les relacionades amb les anàlisis quantitatives entre les estructures moleculars i les seves activitats biològiques, conegudes amb les sigles angleses QSAR (Quantitative Structure-Activity Relationships). Precisament en l'àrea de les relacions estructura-activitat s'han presentat dues aproximacions fonamentades en la semblança molecular quàntica que s'originen a partir de dues representacions diferents de les molècules. La primera descripció considera la densitat electrònica global de les molècules i és important, entre altres, la disposició dels objectes comparats en l'espai i la seva conformació tridimensional. El resultat és una matriu de semblança amb les mesures de semblança de tots els parells de compostos que formen el conjunt estudiat. La segona descripció es fonamenta en la partició de la densitat global de les molècules en fragments. S'utilitzen mesures d'autosemblança per analitzar els requeriments bàsics d'una determinada activitat des del punt de vista de la semblança quàntica. El procés permet la detecció de les regions moleculars que són responsables d'una alta resposta biològica. Això permet obtenir un patró amb les regions actives que és d'evident interès per als propòsits del disseny de fàrmacs. En definitiva, s'ha comprovat que mitjançant la simulació i manipulació informàtica de les molècules en tres dimensions es pot obtenir una informació essencial en l'estudi de la interacció entre els fàrmacs i els seus receptors macromoleculars.