Computational framework to support integration of biomolecular and clinical data within a translational approach

Background The use of the knowledge produced by sciences to promote human health is the main goal of translational medicine. To make it feasible we need computational methods to handle the large amount of information that arises from bench to bedside and to deal with its heterogeneity. A computational challenge that must be faced is to promote the integration of clinical, socio-demographic and biological data. In this effort, ontologies play an essential role as a powerful artifact for knowledge representation. Chado is a modular ontology-oriented database model that gained popularity due to its robustness and flexibility as a generic platform to store biological data; however it lacks supporting representation of clinical and socio-demographic information. Results We have implemented an extension of Chado – the Clinical Module - to allow the representation of this kind of information. Our approach consists of a framework for data integration through the use of a common reference ontology. The design of this framework has four levels: data level, to store the data; semantic level, to integrate and standardize the data by the use of ontologies; application level, to manage clinical databases, ontologies and data integration process; and web interface level, to allow interaction between the user and the system. The clinical module was built based on the Entity-Attribute-Value (EAV) model. We also proposed a methodology to migrate data from legacy clinical databases to the integrative framework. A Chado instance was initialized using a relational database management system. The Clinical Module was implemented and the framework was loaded using data from a factual clinical research database. Clinical and demographic data as well as biomaterial data were obtained from patients with tumors of head and neck. We implemented the IPTrans tool that is a complete environment for data migration, which comprises: the construction of a model to describe the legacy clinical data, based on an ontology; the Extraction, Transformation and Load (ETL) process to extract the data from the source clinical database and load it in the Clinical Module of Chado; the development of a web tool and a Bridge Layer to adapt the web tool to Chado, as well as other applications. Conclusions Open-source computational solutions currently available for translational science does not have a model to represent biomolecular information and also are not integrated with the existing bioinformatics tools. On the other hand, existing genomic data models do not represent clinical patient data. A framework was developed to support translational research by integrating biomolecular information coming from different “omics” technologies with patient’s clinical and socio-demographic data. This framework should present some features: flexibility, compression and robustness. The experiments accomplished from a use case demonstrated that the proposed system meets requirements of flexibility and robustness, leading to the desired integration. The Clinical Module can be accessed in http://dcm.ffclrp.usp.br/caib/pg=iptrans webcite.

Hearing loss and acquired immune deficiency syndrome: systematic review

PURPOSE: To investigate the occurrence of hearing loss in individuals with HIV/AIDS and their characterization regarding type and degree. RESEARCH STRATEGY: It was conducted a systematic review of the literature found on the electronic databases PubMed, EMBASE, ADOLEC, IBECS, Web of Science, Scopus, Lilacs and SciELO. SELECTION CRITERIA: The search strategy was directed by a specific question: "Is hearing loss part of the framework of HIV/AIDS manifestations?", and the selection criteria of the studies involved coherence with the proposed theme, evidence levels 1, 2 or 3, and language (Portuguese, English and Spanish). DATA ANALYSIS: We found 698 studies. After an analysis of the title and abstract, 91 were selected for full reading. Out of these, 38 met the proposed criteria and were included on the review. RESULTS: The studies reported presence of conductive, sensorineural, and mixed hearing loss, of variable degrees and audiometric configurations, in addition to tinnitus and vestibular disorders. The etiology can be attributed to opportunistic infections, ototoxic drugs or to the action of virus itself. The auditory evoked potentials have been used as markers of neurological alterations, even in patients with normal hearing. CONCLUSION: HIV/AIDS patients may present hearing loss. Thus, programs for prevention and treatment of AIDS must involve actions aimed at auditory health.

Desarrollo de un prototipo de componente web para la visualización e interacción con mapas de forma online

[ES]El proyecto consistió en la creación de un componente visor web para la representación de entidades y sus simulaciones. Surgió como una propuesta para complementar otro proyecto centrado en la gestión de riesgos industriales. Donde existía la necesidad de representar sobre un mapa, los elementos susceptibles de provocar un accidente y las consecuencias generadas por éste. El desarrollo ha estado centrado en ofrecer un enfoque genérico al producto final, para permitir su utilización en otros proyectos con otra temática. El producto principal, el componente visor, permite cargar y manejar mapas, así como representar diferentes tipos de entidades en un entorno web de forma online. Específicamente enfocado para ser integrado en una aplicación, permite al desarrollador obviar las tareas de control, representación y gestión del mapa y sus entidades relacionadas. Para ello, dispone de una API que permite la integración del visor en sus aplicaciones adaptándolo a sus necesidades. Se ha realizado un proyecto completo de Desarrollo de Software utilizando el Proceso Unificado de Desarrollo basado en una metodología iterativa e incremental. Dando como resultado la creación de un producto principal junto con una serie de elementos útiles para el desarrollador, una página web para documentar y estructurar la API suministrada y una aplicación de demostración para conocer las capacidades del visor. Todo ello bajo la tecnología de ActionScript 3.0 y el framework Flex 3.6, que permite el desarrollo de aplicaciones RIA (Rich Internet Applications), esto es, entornos web con apariencia y características de aplicaciones de escritorio.

Aplicación web para la gestión de tareas siguiendo la metodología GTD

[ES] El Trabajo Final de Grado tiene por finalidad ofrecer una solución que ayude a las personas a gestionar sus tareas tanto personales como empresariales de una manera más productiva. Actualmente este tipo de aplicaciones tienen mucho éxito. Se decidió que el desarrollo de esta aplicación fuera con la metodología Getting Things Done (GTD) ya que es una metodología que aumenta la productividad y reduce el estrés laboral. A día de hoy, no hay muchas aplicaciones que utilice esta metodología y las que la utilizan lo hace de una forma muy básica. Junto a esta metodología y guiándonos de la experiencia del tutor se intentó combinar esta metodología con controles de tiempo para mejorar aún más la productividad de las personas que utiliza dicho software. El resultado obtenido de este trabajo final de grado fue la base de una aplicación web para la gestión de tareas. El software creado es totalmente funcional, muy fácil de usar, muy intuitivo, y usa la filosofía Getting Things Done . Básicamente los objetivos principales conseguidos en este proyecto fueron: la gestión de usuarios. La gestión de tareas y proyectos. Aplicación de la metodología GTD. Control del tiempo productivo, e improductivo, interrupciones, temporizadores. La aplicación ha sido realizada como Trabajo Final de Grado en Ingeniería Informática, cumpliendo con todas las fases del desarrollo del software, para obtener un producto funcional que fuera aprobado por el tutor que haría el rol de potencial cliente. En el presente proyecto se ha seguido la metodología RUP, dirigida por casos de uso, iterativa e incremental. Para completar el proceso se ha realizado la elaboración de una lista de características, la especificación de los casos de uso, una fase de análisis, una de diseño, implementación y prueba. Las tecnologías utilizadas han sido, principalmente, Ruby On Rails, HTML5, CSS , AJAX y JAVASCRIPT. El objetivo a largo plazo es que esta solución pueda ser tomada como base de implementación, donde haciendo las mejoras necesarias se pueda poner en el mercado un gran software de gestión de tareas siguiendo la metodología GTD.

Diseño e implementación de un gestor de menús como aplicación web

[ES] Este Trabajo de Fin de Grado ha tenido como objetivo el desarrollo de un gestor de menús de restaurantes como aplicación web para una empresa que ofrece hostings de menús y publicidad mediante la publicación de dichos menús en pantallas y portales web. Las empresas asociadas (bares y restaurantes) podrán elaborar menús compuestos de dos platos (primero y segundo), postre y bebidas para ser ‘enviados’ al servicio de publicación. La aplicación proporciona un sistema de gestión de dichos menús facilitando la reutilización de platos entre menús, la personalización de la imagen representativa de cada plato, así como diversas operaciones de copia, visualización y modificación de los menús y de los platos. Los usuarios registrados tendrán la posibilidad de recuperar su contraseña de forma automática en caso de que la misma sea olvidada. La información relacionada con los platos, menús y usuarios registrados será almacenada automáticamente sobre una base de datos diseñada al efecto. Por otro lado, la aplicación web dispone de una página accesible únicamente para el administrador para la gestión de los usuarios, por ejemplo, editar, alta, baja, habilitar y deshabilitar cuentas de usuarios. Por último, las tecnologías y herramientas utilizadas en la elaboración de este trabajo incluyen Php, Mysql, jQuery, CSS, HTML y sobre todo el framework Twitter Bootstrap que ha sido de gran ayuda en el desarrollo del proyecto.

MWRegEx : monitor web de expresiones regulares

[ES] El Trabajo de Fin de Grado, Monitor Web de Expresiones Regulares (MWRegEx), es una herramienta basada en tecnologías web, desarrollada usando el entorno Visual Studio. El objetivo principal de la aplicación es dar apoyo a la docencia de expresiones regulares, en el marco de la enseñanza del manejo de ristras de caracteres en las asignaturas de programación del Grado en Ingeniería Informática.  La aplicación permite obtener el dibujo de un autómata de una expresión regular, facilitando su comprensión; además, permite aplicar la expresión a diferentes ristras de caracteres, mostrando las coincidencias encontradas, y ofrece una versión de la expresión adaptada a su uso en literales string de lenguajes como Java y otros. La herramienta se ha implementado en dos partes: un servicio web, escrito en C#, donde se realizan todos los análisis de las expresiones regulares y las ristras a contrastar; y un cliente web, implementado usando tecnología asp.net, con JavaScript y JQuery, que gestiona la interfaz de usuario y muestra los resultados. Esta separación permite que el servicio web pueda ser reutilizado con otras aplicaciones cliente. El autómata que representa una expresión regular esta dibujado usando la librería Raphaël JavaScript que permite manejar los elementos SVG. Cada elemento de la expresión regular tiene un dibujo diferente y único para así diferenciarlo. Toda la interfaz gráfica de usuario está internacionalizada de manera tal que pueda adaptarse a diferentes idiomas y regiones sin la necesidad de realizar cambios de ingeniería ni en el código. Tanto el servicio web como la parte cliente están estructurados para que se puedan agregar nuevas modificaciones sin que esto genere una onda expansiva a lo largo de las diversas clases existentes.

Desarrollo del juego Stacker para HTML5/Canvas

[ES] Juego Stacker para HTML5 propone una aplicación web con dos modalidades de juegos basados en el clásico Stacker. La modalidad classic stacker pretende simular dicho juego, en la cual el jugador ha de apilar una fila horizontal de cuadrados que se desplazan a velocidad constante horizontalmente sobre otra fila horizontal de cuadrados que se encuentran en la parte inferior sin describir ningún movimiento. La velocidad de movimiento de la fila que ha de apilar irá aumentando conforme se vayan superando los niveles. El juego acaba cuando no dispone de más cuadrados en la fila, que se perderán si no se consigue apilar de manera exacta. La otra modalidad de juego se le conoce como super stacker. En esta modalidad, el jugador ha de apilar una serie de figuras con formas distintas sobre otras figuras estáticas que forman parte de un mundo generado. Las figuras que ha de apilar el jugador son sensibles a fuerzas tales como la gravedad, colisión entre objetos, fricción, etc. Si alguna de estas figuras entra en contacto con alguno de los límites del mundo, el jugador ha perdido. Ganará cuando la estructura final formada aguanta un número de segundos determinados, pasando así a otro nivel (escenario) de mayor complejidad. Para esta modalidad de juego se ha necesitado un motor físico portado a Javascript que simule las fuerzas mencionadas anteriormente. Resaltar también que se ha optado por realizar un diseño adaptable utilizando frameworks como bootstrap 3 debido al gran auge de los dispositivos móviles con dimensiones de pantalla variables.

Aplicación web para Ayuntamiento de Las Palmas de Gran Canaria : [Parte A]

[ES] Este Trabajo de Fin de Grado es un servicio basado en tecnologías web (PHP, HTML5, CSS, JQUERY y AJAX). El objetivo principal es ofrecer un servicio de creación y gestión de actas para el Ayuntamiento de Las Palmas de Gran Canaria. Para ello, consta de dos módulos principales, uno para “crear actas” y otro para “editar actas”. La aplicación consta de dos partes. Una primera parte desarrollada por mí, que consiste en primer lugar en todas las reuniones que fueron necesarias con el personal del Ayuntamiento de Las Palmas de Gran Canaria para entender sus necesidades y cómo poder afrontarlas como desarrollador. Y en segundo lugar, me he encargado de la elaboración y la estructura de la página web, mediante la generación de los distintos ficheros con contenido  HTML, en la interconexión de estos ficheros y en el paso de parámetros entre dichos ficheros mediante las distintas herramientas (JQUERY, AJAX), así como también he dotado a la web de todo el contenido JavaScript necesario. En este apartado también se encuentra la tarea de realizar un módulo de búsqueda y un módulo para mostrar las actas ya acabadas. El de búsqueda contiene un formulario con un campo de búsqueda y busca las coincidencias dentro de todos los ficheros que se han generado con la aplicación. También muestra un link para abrir ese fichero desde el navegador. Como aportación adicional también me he encargado de la configuración y generación de las tablas necesarias de la base de datos para el funcionamiento de la aplicación.

User interaction widgets for interactive theorem proving

Matita (that means pencil in Italian) is a new interactive theorem prover under development at the University of Bologna. When compared with state-of-the-art proof assistants, Matita presents both traditional and innovative aspects. The underlying calculus of the system, namely the Calculus of (Co)Inductive Constructions (CIC for short), is well-known and is used as the basis of another mainstream proof assistant—Coq—with which Matita is to some extent compatible. In the same spirit of several other systems, proof authoring is conducted by the user as a goal directed proof search, using a script for storing textual commands for the system. In the tradition of LCF, the proof language of Matita is procedural and relies on tactic and tacticals to proceed toward proof completion. The interaction paradigm offered to the user is based on the script management technique at the basis of the popularity of the Proof General generic interface for interactive theorem provers: while editing a script the user can move forth the execution point to deliver commands to the system, or back to retract (or “undo”) past commands. Matita has been developed from scratch in the past 8 years by several members of the Helm research group, this thesis author is one of such members. Matita is now a full-fledged proof assistant with a library of about 1.000 concepts. Several innovative solutions spun-off from this development effort. This thesis is about the design and implementation of some of those solutions, in particular those relevant for the topic of user interaction with theorem provers, and of which this thesis author was a major contributor. Joint work with other members of the research group is pointed out where needed. The main topics discussed in this thesis are briefly summarized below. Disambiguation. Most activities connected with interactive proving require the user to input mathematical formulae. Being mathematical notation ambiguous, parsing formulae typeset as mathematicians like to write down on paper is a challenging task; a challenge neglected by several theorem provers which usually prefer to fix an unambiguous input syntax. Exploiting features of the underlying calculus, Matita offers an efficient disambiguation engine which permit to type formulae in the familiar mathematical notation. Step-by-step tacticals. Tacticals are higher-order constructs used in proof scripts to combine tactics together. With tacticals scripts can be made shorter, readable, and more resilient to changes. Unfortunately they are de facto incompatible with state-of-the-art user interfaces based on script management. Such interfaces indeed do not permit to position the execution point inside complex tacticals, thus introducing a trade-off between the usefulness of structuring scripts and a tedious big step execution behavior during script replaying. In Matita we break this trade-off with tinycals: an alternative to a subset of LCF tacticals which can be evaluated in a more fine-grained manner. Extensible yet meaningful notation. Proof assistant users often face the need of creating new mathematical notation in order to ease the use of new concepts. The framework used in Matita for dealing with extensible notation both accounts for high quality bidimensional rendering of formulae (with the expressivity of MathMLPresentation) and provides meaningful notation, where presentational fragments are kept synchronized with semantic representation of terms. Using our approach interoperability with other systems can be achieved at the content level, and direct manipulation of formulae acting on their rendered forms is possible too. Publish/subscribe hints. Automation plays an important role in interactive proving as users like to delegate tedious proving sub-tasks to decision procedures or external reasoners. Exploiting the Web-friendliness of Matita we experimented with a broker and a network of web services (called tutors) which can try independently to complete open sub-goals of a proof, currently being authored in Matita. The user receives hints from the tutors on how to complete sub-goals and can interactively or automatically apply them to the current proof. Another innovative aspect of Matita, only marginally touched by this thesis, is the embedded content-based search engine Whelp which is exploited to various ends, from automatic theorem proving to avoiding duplicate work for the user. We also discuss the (potential) reusability in other systems of the widgets presented in this thesis and how we envisage the evolution of user interfaces for interactive theorem provers in the Web 2.0 era.

Servicios y visualización web para el control de simulaciones

[ES] La realización de los nuevos estudios de gestión de la demanda requiere nuevas aproximaciones en las que la red eléctrica se analiza como un sistema complejo. Estos están formados por un gran número de entidades fuertemente enlazadas entre sí. Se afronta el reto de añadir la capacidad de interacción sobre una simulación de sistemas complejos en tiempo de ejecución. Pero, ¿Cómo abordar la representación de un sistema complejo de tal manera que sea fácilmente gestionable por una persona?, o ¿Cómo ofrecer una manera sencilla de alterar la simulación?. Con esta idea nace Simulation Gateway Interface, un framework que permite hacer accesibles las simulaciones a través de una interfaz gráfica.

Carbon footprint, stato dell'arte ed applicazione pilota

Lo strumento in esame è il carbon footprint che ha lo scopo primario di calcolare l’impronta rilasciata in atmosfera dalle emissioni di gas ad effetto serra. Il carbon footprint è stato descritto ed esaminato in ogni suo aspetto pratico, strutturale e funzionale evidenziandone sia pregi da tenere in considerazione sia limiti da colmare anche attraverso il ventaglio di strumenti di misurazione ambientale che si hanno a disposizione. Il carbon footprint non verrà descritto unicamente come strumento di contabilità ambientale ma anche come mezzo di sensibilizzazione del pubblico o dei cittadini ai temi ambientali. Questo lavoro comprende un’indagine online degli strumenti di misura e rendicontazione delle emissioni di CO2 che sono sotto il nome di carbon footprint o carbon calculator. Nell’ultima parte della tesi si è applicato ad un caso reale tutto quello che è stato appreso dalla letteratura. Il lavoro è consistito nell’applicare lo strumento del carbon footprint ad un’azienda italiana di servizi seguendo la metodologia di calcolo prevista dalla norma ISO 14064. Di essa sono state contabilizzate le emissioni di CO2 generate dalle attività quotidiane e straordinarie sulle quali l’azienda ha un controllo diretto o comunque una responsabilità indiretta.

Rassegna dei framework per lo sviluppo di applicazioni mobili

Lo stato attuale del mercato continua a dimostrare come l'interesse del pubblico verso i dispositivi mobili sia in costante crescita; se fino a pochi anni fa il termine smartphone era ai piu' privo di significato, ora e' abbastanza comune per giovani e adulti essere concentrati su piccoli dispositivi dove si possono contattare i clienti via e-mail, verificare lo stato di avanzamento dei processi aziendali, consultare il web e cosi' via. L'obiettivo di questa tesi e' introdurre l'utilizzo di diverse tipologie di framework, prendendo come riferimento i sistemi operativi per i dispositivi mobili e quello di presentare soluzioni (attraverso i framework) per lo sviluppo di applicazioni mobili su diverse piattaforme software.

Progettazione e Sviluppo di Applicazioni Web per Cloud Computing

Negli ultimi anni si sente sempre più spesso parlare di cloud computing. L'idea di fondo di questo concetto è quella di pagare per il solo effettivo utilizzo di un servizio, disponibile sulla rete, avendo a disposizione la possibilità di poter variare le proprie risorse utilizzabili a seconda delle necessità, che potrebbero essere, per esempio, applicazioni standard oppure spazi di storage per i dati. Quando cominciò a diffondersi l'utilizzo del Web, la rete Internet veniva raffigurata come una nuvola (cloud) in modo tale che si rendesse l'idea di un'entità esterna rispetto alla nostra casa o al nostro posto di lavoro, un qualcosa cioè al di fuori dei luoghi abituali in cui vengono utilizzati i PC. Tale rappresentazione diventa ora utile per poter spiegare il concetto di cloud computing. Infatti, grazie a questa nuova tecnologia, dati e programmi normalmente presenti nei nostri computer potranno ora trovarsi sul cloud. Molti reparti IT sono costretti a dedicare una parte significativa del loro tempo a progetti di implementazione, manutenzione e upgrade che spesso non danno un vero valore per l'azienda. I team di sviluppo hanno cominciato quindi a rivolgersi a questa nuova tecnologia emergente per poter minimizzare il tempo dedicato ad attività a basso valore aggiunto per potersi concentrare su quelle attività strategiche che possono fare la differenza per un'azienda. Infatti un'infrastruttura come quella cloud computing promette risparmi nei costi amministrativi che raggiungono addirittura il 50% rispetto ad un software standard di tipo client/server. Questa nuova tecnologia sta dando inizio ad un cambiamento epocale nel mondo dello sviluppo delle applicazioni. Il passaggio che si sta effettuando verso le nuove soluzioni cloud computing consente infatti di creare applicazioni solide in tempi decisamente più brevi e con costi assai inferiori, evitando inoltre tutte le seccature associate a server, soluzioni software singole, aggiornamenti, senza contare il personale necessario a gestire tutto questo. L'obiettivo di questa tesi è quello di mostrare una panoramica della progettazione e dello sviluppo di applicazioni Web nel cloud computing, analizzandone pregi e difetti in relazione alle soluzioni software attuali. Nel primo capitolo viene mostrato un quadro generale in riferimento al cloud, mettendo in luce le sue caratteristiche fondamentali, esaminando la sua architettura e valutando vantaggi e svantaggi di tale piattaforma. Nel secondo capitolo viene presentata la nuova metodologia di progettazione nel cloud, operando prima di tutto un confronto con lo sviluppo dei software standard e analizzando poi l'impatto che il cloud computing opera sulla progettazione. Nel terzo capitolo si entra nel merito della progettazione e sviluppo di applicazioni SaaS, specificandone le caratteristiche comuni ed elencando le piattaforme di rilievo allo stato dell'arte. Si entrerà inoltre nel merito della piattaforma Windows Azure. Nel quarto capitolo viene analizzato nel particolare lo sviluppo di applicazioni SaaS Multi-Tenant, specificando livelli e caratteristiche, fino a spiegare le architetture metadata-driven. Nel quinto capitolo viene operato un confronto tra due possibili approcci di sviluppo di un software cloud, analizzando nello specifico le loro differenze a livello di requisiti non funzionali. Nel sesto capitolo, infine, viene effettuata una panoramica dei costi di progettazione di un'applicazione cloud.