Towards a reverse engineering approach for guiding user in applying data mining

Comunicación presentada en las XVI Jornadas de Ingeniería del Software y Bases de Datos, JISBD 2011, A Coruña, 5-7 septiembre 2011.

Creación automática de sistemas de búsqueda de respuestas en dominios restringidos

Los sistemas de búsqueda de respuestas (BR) se pueden considerar como potenciales sucesores de los buscadores tradicionales de información en la Web. Para que sean precisos deben adaptarse a dominios concretos mediante el uso de recursos semánticos adecuados. La adaptación no es una tarea trivial, ya que deben integrarse e incorporarse a sistemas de BR existentes varios recursos heterogéneos relacionados con un dominio restringido. Se presenta la herramienta Maraqa, cuya novedad radica en el uso de técnicas de ingeniería del software, como el desarrollo dirigido por modelos, para automatizar dicho proceso de adaptación a dominios restringidos. Se ha evaluado Maraqa mediante una serie de experimentos (sobre el dominio agrícola) que demuestran su viabilidad, mejorando en un 29,5% la precisión del sistema adaptado.

Formalización algebraica del método de arriba hacia abajo de diseño tecnológico

La literatura sobre ingeniería del software contiene numerosas propuestas para sistematizar las operaciones de diseño y ayudar en la toma de decisiones relacionadas con las soluciones a los problemas. Este artículo propone un marco conceptual para justificar la técnica de arriba hacia abajo que se sigue en el diseño tecnológico. El punto de partida es el enunciado de un problema en su versión de conjetura inicial, esto es, una hipótesis, y consta de una fase inicial que es esencialmente del ámbito del problema, y una segunda fase que es esencialmente del dominio de la solución. La fase del dominio del problema aborda una técnica para expresar el enunciado del problema con formato de una definición correcta y exacta, contextualizada en un dominio de referencia que es un modelo del problema y basada en una estructura sintáctica preestablecida. Esta fase produce una especificación formal del problema con formato de una expresión lógica o matemática que refiere el problema a un modelo y que denota, desde un enfoque externo al problema, los objetivos que se persigue que la solución satisfaga. La fase del dominio de la solución obtiene una especificación estructural de una solución al problema, que consiste en un árbol descriptor de la jerarquía de los módulos que componen la estructura y un grafo de las relaciones entre módulos, es decir, de la organización de los módulos. El fundamento del proceso de tomar decisiones de arriba hacia abajo consiste en clasificar las acciones que conforman el método de diseño y en establecer una ordenación entre las clases de acciones encontradas. Se propone un caso de estudio sencillo para poner de relieve el alcance de esta propuesta.

Sistemas de diálogo con aplicaciones en Educación

En este proyecto se investigan 3 subáreas de Inteligencia Artificial y sus aplicaciones en contextos educativos. Las 3 áreas son 1) agentes conversacionales automatizados que actúan como instructores virtuales o sistemas de tutoring automatizado, 2) asistentes virtuales que llevan a cabo una tarea dada bajo la instrucción de un aprendiz avanzado, y 3) plataformas de programación de chatbots como una herramienta educativa para enseñar conceptos básicos de ciencias de la computación. La hipótesis de este proyecto es que tanto los tutores como los asistentes conversacionales automatizados deben incluir una representación contextual rica que identifique lo entendido por el aprendiz hasta el momento y ser capaces de realizar inferencias sobre ella para poder guiar mejor su aprendizaje. Los objetivos de este proyecto incluyen el desarrollo de algoritmos de inferencia contextuales apropiados para instructores y asistentes virtuales, el desarrollo de algoritmos para la programación simplificada de chatbots, la evaluación de estos algoritmos en pruebas piloto en escuelas y la realización de un curso online abierto masivo para estudiantes de secundario del programa Conectar Igualdad que quieran aprender sobre Inteligencia Artificial y Ciencias de la Computación. El método a utilizar será la realización de recolección de corpus (interacciones humano-humano de las interacciones tutor-aprendiz), la aplicación de técnicas de procesamiento de lenguaje natural como la generación por selección y la interpretación por clustering y maximum entropy models usando características sintácticas, semánticas y pragmáticas. Se desarrollarán los algoritmos siguiendo una metodología estándar de Ingeniería de Software y se evaluarán en experiencias piloto en escuelas secundarias así como en un curso online abierto y masivo. Además se dictará un curso de capacitación docente para la incorporación de las tecnologías producidas a sus cursos. Como resultado se espera la contribución al área de Inteligencia Artificial con aplicaciones en Educación de algoritmos evaluados empíricamente en entornos educativos reales del nivel medio. Además, se espera contribuir a las metodologías de enseñanza de Ciencias de la Computación en el nivel medio. Este proyecto es relevante a la realidad nacional y mundial de falta de recursos humanos formados en las Ciencias de la Computación y al crecimiento mundial que el área de Inteligencia Artificial en general y de Sistemas de diálogo (o interfaces conversacionales) en particular ha tenido en los últimos años con el crecimiento exponencial de la tecnología en la vida diaria.

COMUNICAÇÃO E USABILIDADE: ESTUDOS SOBRE AS INTERFACES COMPUTACIONAIS

A pesquisa busca identificar as questões relacionadas aos estudos de Comunicação na Usabilidade de interfaces. O estudo é desenvolvido com revisão bibliográfica da Interação Humano-Computador e da Usabilidade. As revisões da interação humano-computador se dá considerando três principais eixos: Engenharia de software, Engenharia de Fatores Humanos e Design gráfico. Neste sentido, faz-se um recorte na importância das investigações e das propriedades comunicacionais que viriam a surgir nas relações suportadas pela interface de sistemas e das qualidades e características que determinam a usabilidade de interfaces. Observa-se que, apesar das características e propriedades comunicacionais serem intrínsecas as tecnologias digitais da informação, o envolvimento da Comunicação nestes processos de investigação ou construção de tecnologias interativas são superficiais e oferecem certo distanciamento dos aspectos tecnológicos. Denota-se, portanto, que as contribuições sobre aspectos da interação entre homem e máquina suportadas por interfaces comunicacionais são estritamente técnicas e oriundas de outros campos do conhecimento, apesar da existência da Teoria Mátemática da Comunicação e da sua origem em meios técnicos de comunicação como o telégráfo. Verifica-se assim a possibilidade de um maior envolvimento da Comunicação não apenas nas investigações relacionadas à usabilidade de sistemas interativos, como também na contribuição dos seus processos de desenvolvimento de sistemas baseados em diálogos.

Aplicación móvil para la enseñanza de genética

El presente trabajo tiene su origen en la necesidad de herramientas de apoyo al aprendizaje para los alumnos en las clases de Genética de la Facultad de Biología de la Universidad Complutense de Madrid. En esta asignatura, el equipo docente ha desarrollado aplicaciones para dispositivos móviles destinadas a los alumnos. Las aplicaciones les permiten trabajar con materiales relacionados con aspectos clave de la asignatura. Estas aplicaciones contienen apartados de teoría y ejercicios. Los ejercicios cuentan con asistentes automatizados que guían al alumno para su realización y autocorrección. En su forma actual, las aplicaciones presentan limitaciones tanto desde el punto de vista de su diseño como de la funcionalidad que ofrecen. El actual diseño no aplica las técnicas comunes de Ingeniería del Software respecto a aplicaciones cliente-servidor. Ello las hace difíciles de mantener cuando se plantea abordar nuevas funcionalidades y plataformas, o facilitar la creación de nuevos materiales de la asignatura. Ello ha limitado su expansión para incorporar nuevos tipos de materiales (en particular diferentes tipos de ejercicios), integrarlas con otras herramientas (por ejemplo, el Campus Virtual de la universidad) o permitir un apoyo efectivo a la comunidad de aprendizaje formada por alumnos y docentes (por ejemplo, para que los docentes supervisen la evolución de los alumnos y estos puedan obtener información adicional de los profesores). Para abordar esta situación se propone una aplicación móvil que engobe a todas las aplicaciones anteriores que se habían creado para las clases de Genética. Se utilizará un modelo cliente-servidor para mejorar sus capacidades funcionales, de modo que cumpla con los requisitos establecidos. Entre estos se incluye un control de los usuarios que utilizan la aplicación, y que se optimice la memoria local utilizada por la aplicación, permitiendo así el uso de imágenes más pesadas. Además, este modelo facilitará las tareas de mantenimiento de la aplicación, por ejemplo incluir nuevo material. Por otro lado, también se propone rediseñar la interfaz de la aplicación, de modo que sea más accesible desde el punto de vista de la usabilidad.

Incorporación de un sistema de almacenamiento de experiencias a un ecosistema educativo para permitir el uso de técnicas de análisis de datos (Educational Analytics)

La Universidad EAFIT, en los últimos años, por medio de la realización de varias investigaciones, ha estado desarrollado una propuesta con la cual se busca definir los componentes tecnológicos que deben componer un ecosistema de aplicaciones educativas, con el fin de apalancar la adopción del modelo de ubicuidad en las instituciones de educación superior -- Por medio del grupo de investigación de desarrollo e innovación en Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (GIDITIC) ha realizado la selección de los primeros componentes del ecosistema en trabajos de tesis de grado de anteriores investigaciones[1, 2] -- Adicionalmente, algunos trabajos realizados por el gobierno local de la Alcaldía de Medellín en su proyecto de Medellín Ciudad Inteligente[3], también realizó una selección de algunos componentes que son necesarios para la implementación del portal -- Ambas iniciativas coinciden en la inclusión de un componente de registro de actividades, conocido como \Sistema de almacenamiento de experiencias" (LRS) -- Dados estos antecedentes, se pretende realizar una implementación de un LRS que cumpla con los objetivos buscados en el proyecto de la Universidad, siguiendo estándares que permitan asegurar la interoperabilidad con los otros componentes del ecosistema de aplicaciones educativas

Sistemas y Telemática - No. 4 - Julio/Diciembre 2004

El Sistema de Evaluación de Proficiencias en Educación Superior -SERESpermite: a) La valoración integral de suficiencia del saber, del hacer y del ser, de los estudiantes durante cada una de las etapas en la formación profesional en Ingeniería; y, b) La gestión de conocimiento que puede aplicarse, sistémica y sistemáticamente, en los procesos de docencia, investigación y extensión. El SERES es un producto de investigación que está en fase de prueba y ha sido desarrollado por el Centro de Innovación y Desarrollo para la Investigación en Ingeniería del Software -CIDLIS- en el marco del proyecto: «Modelo de Gestión de Conocimiento y Calidad en Educación Superior» -MGCES- de la E3T de la Universidad Industrial Santander. Este sistema anida tres subsistemas: El modelo organizacional, el modelo funcional y el modelo neuronal. SERES es parte del modelo neuronal. El SERES está estructurado para funcionar integralmente en los diversos cursos de un programa de ingeniería, sean estos básicos o avanzados, con el requisito de formalizarlos en actividades estructuradas de práctica, investigación formativa y seguimiento y control, sustentadas en un plan de calidad, fundamentado en el trabajo disciplinado individual y en equipo, la autoevaluación, la coevaluación, la evaluación y la heteroevaluación. La evaluación de competencias en SERES es una deducción lógica del modelado del perfil profesional (saberes), el perfil ocupacional (competencias para hacer) y el perfil cultural (valores como persona, ciudadano e ingeniero). Dicho modelo se despliega en guías de contenido, evaluación y gestión de conocimiento en cada uno de los cursos de un programa de formación. A partir de dichas guías, se definen los contenidos sobre el sabe, el hacer y el ser, disponibles, luego, para los profesores, en el desarrollo de sus prácticas docentes. Como cierre de este proceso de aprendizaje se establece la valoración de los productos de la enseñanza y del desempeño y la competencia de los alumnos. Este patrón de valoración cuantitativa y cualitativa es el instrumento principal de SERES, con el que sustentan las evidencias de cumplimiento de estándares de calidad, los objetivos de aprendizaje y el logro de las competencias del alumno.

La última lección: Discurso de grado. Promoción Decimosegunda. Cali, 11 de Febrero de 1995

Volvemos hoy con gran alegría, pero al mismo tiempo con nostalgia, a graduar a 154 de nuestros alumnos, 95 en Pregrado en Administración de Empresas e Ingeniería de Sistemas e Informática y 59 de Postgrado, y entre éstos la primera promoción de la especialización en Ingeniería del Software. Con ellos ya conformamos un cuerpo de cerca de 3.000 egresados que hemos entregado a la sociedad, a las empresas, a sus compañías familiares y las propias.

Computación Cognitiva

La ciencia de la computación arrancó con la era de las máquinas tabulables para después pasar a las programables. Sin embargo el mundo actual vive una transformación radical de la información. Por un lado la avalancha masiva de datos, el llamado Big Data hace que los sistemas requieran de una inteligencia adicional para extraer conocimiento válido de los datos. Por otro lado demandamos cada día más ordenadores que nos entiendan y se comuniquen mejor con nosotros. La computación cognitiva, la nueva era de la computación, viene a responder a estas necesidades: sistemas que utilizan la inteligencia biológica como modelo para establecer una relación más satisfactoria con los seres humanos. El lenguaje natural, la capacidad de moverse en un mundo ambiguo y el aprendizaje son características de los sistemas cognitivos, uno de los cuales, IBM Watson es el ejemplo más elocuente en la actualidad de este nuevo paradigma.

Teleoperación de un robot móvil mediante dispositivos Android

Resumen: En el siguiente trabajo se aborda un problema para solventar la comunicación con los robots del departamento MAPIR de la Universidad de Málaga, anteriormente sólo podían ser teleoperados mediante comandos escritos en Skype, así que se procede a diseñar un cliente móvil para Android que nos permite conectarse en tiempo real a un robot, obtener la imagen de lo que su cámara capta y además permitir su teleoperación. Por su parte, el robot corre un servidor que administra esos datos al cliente para trabajar conjuntamente. Dicho trabajo se desarrolla haciendo uso de nuevas tecnologias y protocolos como es WebRTC (de Google) para el intercambio de imágenes y del lado del servidor, se ha usado NodeJS.

Comunicación multimaestro a través de par trenzados RS-485 (HALF-DUPLEX)

En este proyecto se ha desarrollado un protocolo para establecer una comunicación multimaestro entre distintos dispositivos sobre una red de cable de par trenzado rs-485 de tipo half-duplex. Se explican los modos de envío half-duplex y full-duplex y los modelos de comunicación multimaestro y maestro-esclavo para establecer diferencias y se justifica la implementación de este protocolo. Se ha realizado un estudio y análisis del protocolo a implementar y se describen las decisiones de diseño empleadas para resolver los distintos problemas encontrados a la hora de analizar la capacidad de la red. Luego se ofrece una implementación del protocolo en lenguaje C/C++ para la plataforma Arduino y se explican los distintos casos de uso que se pueden dar por dispositivo. En este documento se describe de forma completa y punto por punto el trabajo realizado a lo largo de varios capítulos en forma de texto e imágenes o representaciones que dan al lector distintas vías para entender lo que aquí se explica.

Simulación en tiempo acelerado de una red de autobuses metropolitana usando un CAS

Se ha realizado una aplicación para simular en tiempo acelerado una red de autobuses metropolitana y de metro usando un CAS. Con esta aplicación se pretende optimizar estos medios de transporte de forma que el uso de estos sea la primera posibilidad a elegir y no la última alternativa. Esta aplicación permite la representación de cualquier mapa descrito por el usuario, para ello se han desarrollado una serie de algoritmos capaces de representarlos y registrar la información necesaria para el correcto movimiento de los autobuses y del metro. La generación de personas en las paradas de autobuses y metro, modificación del tiempo que se tarda en recorrer la distancia entre dos paradas en función del tráfico que exista y la generación de posibles averías tanto en los autobuses como en los metros se ha realizado usando funciones de distribución como la Exponencial, Poisson y Normal. Estas funciones varían dependiendo de los parámetros que se introduzcan mediante la interfaz de usuario. El CAS encargado de realizar la simulación es Maxima y tanto para la representación gráfica de la simulación como para mostrar los resultados se ha usado JAVA.

Mejoras en los proyectos de simulación de flujo de tráfico en tiempo acelerado

Se han desarrollado cuatro mejoras en los proyectos de simulación de flujo de tráfico en tiempo acelerado. Los proyectos [1] y [2] realizan una simulación de flujo de tráfico en un CAS, Maxima, y usan Java, para realizar la GUI. Ambos usan Jacomax para realizar la comunicación Java-Maxima. La primera ha sido implementar un algoritmo Dijkstra difuso en [2] que simule (de forma más real que el algoritmo Dijkstra), el camino que sigue un vehículo entre un origen y un destino, dentro de un mapa (un grafo) que representa una zona de Málaga. Además, se ha personalizado el grafo inicial asociando uno ponderado a cada vehículo, en el cual, las aristas (las calles) tienen un peso calculado con una uniforme o una normal. Para ganar en rendimiento en [1] y [2], se ha permitido al usuario decidir cada cuantos pasos en Maxima se comunica con Java, eliminando así muchas comunicaciones que resultaban lentas. Además, se ha creado un programa con Java, el cual crea un paquete Maxima con las funciones de distribución, densidad, masa, variables aleatorias, que el usuario desee, dando la posibilidad de elegir entre las más usuales ya implementadas. Este paquete puede ser cargado en [1] y [2] permitiendo al usuario elegir la función de distribución que más se asemeje al fenómeno que se desea simular. La última ha sido conseguir que funcionen los proyectos [1] y [2] en una máquina Mac.