Simulación de departamentos de urgencias empleando un modelo basado en agentes

Los servicios de salud son sistemas muy complejos, pero de alta importancia, especialmente en algunos momentos críticos, en todo el mundo. Los departamentos de urgencias pueden ser una de las áreas más dinámicas y cambiables de todos los servicios de salud y a la vez más vulnerables a dichos cambios. La mejora de esos departamentos se puede considerar uno de los grandes retos que tiene cualquier administrador de un hospital, y la simulación provee una manera de examinar este sistema tan complejo sin poner en peligro los pacientes que son atendidos. El objetivo de este trabajo ha sido el modelado de un departamento de urgencias y el desarrollo de un simulador que implementa este modelo con la finalidad de explorar el comportamiento y las características de dicho servicio de urgencias. El uso del simulador ofrece la posibilidad de visualizar el comportamiento del modelo con diferentes parámetros y servirá como núcleo de un sistema de ayuda a la toma de decisiones que pueda ser usado en departamentos de urgencias. El modelo se ha desarrollado con técnicas de modelado basado en agentes (ABM) que permiten crear modelos funcionalmente más próximos a la realidad que los modelos de colas o de dinámicas de sistemas, al permitir la inclusión de la singularidad que implica el modelado a nivel de las personas. Los agentes del modelo presentado, descritos internamente como máquinas de estados, representan a todo el personal del departamento de urgencias y los pacientes que usan este servicio. Un análisis del modelo a través de su implementación en el simulador muestra que el sistema se comporta de manera semejante a un departamento de urgencias real.

Agent based simulation to optimise emergency departments

Nowadays, many of the health care systems are large and complex environments and quite dynamic, specifically Emergency Departments, EDs. It is opened and working 24 hours per day throughout the year with limited resources, whereas it is overcrowded. Thus, is mandatory to simulate EDs to improve qualitatively and quantitatively their performance. This improvement can be achieved modelling and simulating EDs using Agent-Based Model, ABM and optimising many different staff scenarios. This work optimises the staff configuration of an ED. In order to do optimisation, objective functions to minimise or maximise have to be set. One of those objective functions is to find the best or optimum staff configuration that minimise patient waiting time. The staff configuration comprises: doctors, triage nurses, and admissions, the amount and sort of them. Staff configuration is a combinatorial problem, that can take a lot of time to be solved. HPC is used to run the experiments, and encouraging results were obtained. However, even with the basic ED used in this work the search space is very large, thus, when the problem size increases, it is going to need more resources of processing in order to obtain results in an acceptable time.

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.

Estudi de comportaments socials d'aixams robòtics amb aplicació a la neteja d'espais no estructurats

La intel·ligència d’eixams és una branca de la intel·ligència artificial que està agafant molta força en els últims temps, especialment en el camp de la robòtica. En aquest projecte estudiarem el comportament social sorgit de les interaccions entre un nombre determinat de robots autònoms en el camp de la neteja de grans superfícies. Un cop triat un escenari i un robot que s’ajustin als requeriments del projecte, realitzarem una sèrie de simulacions a partir de diferents polítiques de cerca que ens permetran avaluar el comportament dels robots per unes condicions inicials de distribució dels robots i zones a netejar. A partir dels resultats obtinguts serem capaços de determinar quina configuració genera millors resultats.

Simulació d'escenaris de xarxa DTN amb NS-2

En aquest projecte es presenta un escenari de xarxa DTN. Aquest escenari té una serie de problemes que dificulten l’encaminament. Al projecte s’ha proposat un protocol d’encaminament que permet superar aquestes dificultats. Per realitzar això ha estat necessari estudiar i adquirir un coneixement profund sobre el funcionament dels protocols de xarxes DTN. Per demostrar que aquesta proposta solucionava els problemes es presenta l’anàlisi dels resultats d’aplicar el protocol a l’escenari, aquests resultats s’han obtingut amb l’eina de simulació de xarxes NS-2.

Anàlisi i resolució de puzzles

Aquest projecte és una anàlisi d'algunes tècniques de reconeixement d'objectes en 2D, la seva comparació i equivalència. La solució presentada en aquesta memòria ha estat implementada en C++ per a poder avaluar els resultats així com les diferents problemàtiques aparegudes durant tot el procés. La resolució de puzzles és tan sols un exemple dels múltiples casos d'objectes bidimensionals que ens podem trobar que necessiten tècniques de matching per obtenir un objecte global.

Interfície gràfica pel simulador científic de nanoestructures BITLLES

L’emergent indústria nanoelectrònica necessita de nous simuladors de dispositius nanoelectrònics. Des del departament d’Enginyeria Electrònica de la UAB se n’està desenvolupant un anomenat BITLLES. Malgrat el seu avançat estat de desenvolupament els manca d’una interfície gràfica que faciliti l’entrada de dades al simulador. Aquest projecte final de carrera s’encarregarà de confeccionar aquesta peça clau per tal de assolir una aplicació prou madura per la seva comercialització. A partir de les tecnologies existents per a la realització d’interfícies es farà una selecció de les eines més adequades pels nostres objectius i seguidament es dissenyarà la interfície gràfica adaptant-la a les necessitats i objectius dels desenvolupadors del projecte BITLLES i dels possibles futurs usuaris.

Extracció del mapa de profunditat a partir d'una seqüència d'imatges

Aquest projecte resol les fases inicials d'un altre projecte més gran que té com a objectiu la conversió automàtica de seqüències d'imatges a 3D. El projecte s'ha centrat en la reconstrucció calibrada de col·leccions d'imatges mitjançant la tècnica anomenada structure from motion. Aquesta tècnica forma part de l'àmbit de la visió per computador i s'utilitza per obtenir la posició i l'orientació de les diferents càmeres juntament amb una reconstrucció 3D de l'escena en forma de núvol de punts.

Desenvolupament d'una plataforma de simulació de rutes ciclistes (Simulbike)

L'aplicació que es pretén realitzar en aquest projecte consisteix en desenvolupar un sistema de simulació de rutes de muntanya en bicicleta.

Transección pancreática mediante un nuevo dispositivo asistido por radiofrecuencia en un modelo porcino de pancreatectomía distal laparoscópica: estudio de factibilidad

La morbilitat relacionada amb el desenvolupament de la fístula pancreàtica postoperatòria (FP) posteriorment a realitzar una pancreatectomia distal persisteix elevada. Hem realitzat un treball experimental per a avaluar la factibilitat de la realització de la transecció pancreàtica mitjançant un nou dispositiu assistit per radiofreqüència en un model porcí de pancreatectomia distal laparoscòpica (PDL). S’ha realitzat PDL en 10 animals avaluant com a variable principal el desenvolupament de FP i com a variables secundàries paràmetres relacionats amb l’aparició de complicacions intra o postoperatòries. Els resultats obtinguts suggereixen la factibilitat de la realització de la transecció pancreàtica mitjançant el dispositiu assistit per radiofreqüència.

Quantificació de l'error comès pels models de níxol ecològic al predir la distribució d'especies generalistes

Report for the scientific sojourn carried out at the University of California at Berkeley, from September to December 2007. Environmental niche modelling (ENM) techniques are powerful tools to predict species potential distributions. In the last ten years, a plethora of novel methodological approaches and modelling techniques have been developed. During three months, I stayed at the University of California, Berkeley, working under the supervision of Dr. David R. Vieites. The aim of our work was to quantify the error committed by these techniques, but also to test how an increase in the sample size affects the resultant predictions. Using MaxEnt software we generated distribution predictive maps, from different sample sizes, of the Eurasian quail (Coturnix coturnix) in the Iberian Peninsula. The quail is a generalist species from a climatic point of view, but an habitat specialist. The resultant distribution maps were compared with the real distribution of the species. This distribution was obtained from recent bird atlases from Spain and Portugal. Results show that ENM techniques can have important errors when predicting the species distribution of generalist species. Moreover, an increase of sample size is not necessary related with a better performance of the models. We conclude that a deep knowledge of the species’ biology and the variables affecting their distribution is crucial for an optimal modelling. The lack of this knowledge can induce to wrong conclusions.

Sound Texture Modelling

In the PhD thesis “Sound Texture Modeling” we deal with statistical modelling or textural sounds like water, wind, rain, etc. For synthesis and classification. Our initial model is based on a wavelet tree signal decomposition and the modeling of the resulting sequence by means of a parametric probabilistic model, that can be situated within the family of models trainable via expectation maximization (hidden Markov tree model ). Our model is able to capture key characteristics of the source textures (water, rain, fire, applause, crowd chatter ), and faithfully reproduces some of the sound classes. In terms of a more general taxonomy of natural events proposed by Graver, we worked on models for natural event classification and segmentation. While the event labels comprise physical interactions between materials that do not have textural propierties in their enterity, those segmentation models can help in identifying textural portions of an audio recording useful for analysis and resynthesis. Following our work on concatenative synthesis of musical instruments, we have developed a pattern-based synthesis system, that allows to sonically explore a database of units by means of their representation in a perceptual feature space. Concatenative syntyhesis with “molecules” built from sparse atomic representations also allows capture low-level correlations in perceptual audio features, while facilitating the manipulation of textural sounds based on their physical and perceptual properties. We have approached the problem of sound texture modelling for synthesis from different directions, namely a low-level signal-theoretic point of view through a wavelet transform, and a more high-level point of view driven by perceptual audio features in the concatenative synthesis setting. The developed framework provides unified approach to the high-quality resynthesis of natural texture sounds. Our research is embedded within the Metaverse 1 European project (2008-2011), where our models are contributting as low level building blocks within a semi-automated soundscape generation system.

Desenvolupament i gestió d'un entorn web pel Club Esportiu Futbol Sala Santpedor

Aplicació per al Club Esportiu Futbol Sala Santpedor, que no només contindrà les dades referents a les competicions a on juguen els equips de l’entitat, sinó que també serà un mitjà de comunicació per transmetre informació sobre les seves activitats. L’aplicació permetrà, a través de comentaris i enquestes, millorar la interactivitat tant amb els usuaris del Web com amb els jugadors del club. Per aconseguir-ho s’utilitzaran diverses tecnologies com HTML per l’estructuració de la pàgina, CSS per al seu disseny, MySQL per a la base de dades, PHP per poder transmetre les dades i JavaScript i ActionScript per aportar més dinamisme a la pàgina.

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.