Memòria de recerca: paral·lelització dels diccionaris de la Standard Template Library de C++

Estudi elaborat a partir d’una estada a la Universität Karlsruhe entre gener i maig del 2007. Les biblioteques d’estructures de dades defineixen interfícies i implementen algorismes i estructures de dades fonamentals. Un exemple n’és la Satandard Template Library (STL ), que forma part del llenguatge de programació C++. En el marc d’una tesi, s’està treballant per obtenir implementacions més eficients i/o versàtils d’alguns components de la STL. Per a fer-ho s’utilitzen tècniques de la enginyeria d’algorismes. En particular, s’integra el coneixement de la comunitat algorítmica i es té en consideració la tecnologia existent. L’acció durant l’estada s’ha emmarcat en el desenvolupament la Multi Core STL (MCSTL ). La MCSTL és una implementació paral•lela de la STL per a màquines multi-core. Les màquines multi-core són actualment l’únic tipus de màquina disponible al mercat. Per tant, tot i que el paral•lelisme obtingut no sigui òptim, és preferible a tenir els processadors esperant, ja que , la tendència és que el nombre de processadors per computador augmenti.

Aplicacions contínues entre espais classificadors de grups p-locals finits

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Universitat d'Aberdeen, Irlanda, entre abril i maig del 2007. Un dels objectius de la topologia algebraica és la de classificar espais topològics i aplicacions continues mitjançant estructures algebraiques associades a ells. És a dir, mitjançant diferents maneres d'associar un objecte algebraic a un espai, es pretén reflectir el màxim de la seva estructura topològica. D'altra banda, donat un grup G, se li pot associar un espai topològic BG anomenat l'espai classificador del grup que és l'espai que classifica els G-fibrats vectorials. El programa d'estudiar el tipus d'homotopia d'espais i aplicacions contínues ha donat molts fruits quan els espais que s'estudien són espais classificadors (en particular, grups finits i grups de Lie). En particular, a causa del fet que moltes propietats algebraiques del grup queden reflectides en l'espai classificador, aquest tipus d'espais juguen un paper molt important en la interelació entre l'àlgebra i la topologia. Per exemple, els treballs de Dwyer, Zabrodsky i Mislin identifiquen les aplicacions contínues entre espais classificadors d'un p-grup i un grup qualsevol amb els morfismes entre grups llevat conjugació. L’objectiu d’aquest projecte és el de descriure les aplicacions contínues entre p-completats d’espais classificadors a partir d’informació algebraica referent a l’estructura de p-subgrups de cadascun d’ells.

onductivitat tèrmica i índex de refracció no lineal dels compostos KRE(WO4)2 (RE=Gd,Y, Yb and Lu)

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy entre setembre i desembre 2007. Els materials monocristal•lins tungstats dobles de potassi i terra rara, KRE(WO4)2, a partir d'ara KREW, són en l'actualitat un material competitiu com a material actiu per sistemes de làser d'estat sòlid. Aquests materials monoclínics són fàcils de dopar amb altres densitats de ions lantànid, Ln3+, i a més presenten unes seccions eficaces d'absorció i d'emissió, molt elevades. Dins d’aquesta família, destaca el KLuW; degut als seus millors resultats com a material làser. Durant aquesta estada d’un mes al laboratori Max Born de Berlin, s’han realitzat les mesures de conductivitat tèrmica d’aquest material, per tal de obtenir el seu tensor de segon ordre de conductivitat tèrmica. El bombeig òptic dels materials làser d’estat sòlid genera calor com a resultat de la termalització en els multiplets, de les relaxacions no-radiatives i de les absorcions residuals (defectes, impureses). Per tant, el coneixement de les propietats tèrmiques de qualsevol material actiu és essencial pel disseny de la cavitat làser i l’avaluació de la funció làser, especialment en règims d’altes potències(...)

COMUNICAEMAT: comunicant objectius matemàtics unint nombres, càlcul, algebra, espai, mesura anglès i tecnologia

S' ha realitzat una anàlisi de processos comunicatius i didàctics en un treball de matemàtiques a Primària en llengua anglesa, emmarcat dins un projecte escolar plurilingüe. El treball s' organitza en forma de recerca-acció que analitza dos objectius principals: (a) elaboració de propostes d' activitat matemàtica i de formació de professorat, i (b) anàlisi del treball realitzat en una experiència escolar. Els resultats mostren que: (1) Les dificultats generals observades, es centren més sobre el contingut de la llengua matemàtica (anomenat L4), pel damunt de les pròpies de l’ús de la llengua anglesa L3. (2) Les decisions del professorat privilegiant l’ús de L1 i L2 (català i castellà) per a treballar L4 s’han mostrat positives i adients. La proposta elaborada, que segueix el model CLIL (Content Language Integrated Learning) ha estat positiva i reproduïble (3) Ha estat possible constatar un bon treball amb els estudiants de formació inicial de mestres de llengua estrangera futurs docents dins l'assignatura de Matemàtiques i la seva Didàctica.a la Formació de professorat. Tanmateix es reconeixen dificultats degudes al poc coneixement previ dels estudiants en L3 i L4 i el fet de ser la primera experiència d’aquest tipus que realitzen. (4) L’alumnat de l’escola és capaç de tenir una bona conversa oral en anglès al final de Primària, que creix en qualitat fins dominar estructures causals pròpies del raonament deductiu. (5) L’alumnat guanya en confiança en l’ús de les quatre llengües ,(6) el professorat incorpora relativament elements didàctics nous en la seva acció pedagògica.

Identificació de QTLs implicats en l'adaptació a canvis de temperatura en la planta model Arabidopsis thaliana

Estudi realitzat a partir d’una estada al Max Planck Institute for Plant Breeding Research, a Alemanya, entre 2006 i 2008. En aquest treball s´ha identificat una nove interacció epistàtica entre l'ecotip Landsberg, originari d'Europa del nord, i Kashmir-2 o Kondara, ambdós originaris d'Àsia Central. Els anàlisi de QTLs en poblacions recombinants Ler x Kas-2 i Ler x Kond indica el requeriment de 3 loci en Ler x Kas-2 i 2 loci en Ler x Kond. Els híbrids incompatibles crescuts a temperatures baixes (16°C) mostren seriosos defectes en el desenvolupament, mort cel.lular espontània i resistència a Hyaloperonospora parasitica. Aquests fenotips es suprimeixen a elevades temperatures o per mutació d'EDS1, o depleció dels nivells d'àcid sal.licílic per transformació amb salicil.lat hidroxilasa (NahG). El grau de severitat en els fenotips observats correlaciona amb els nivells d'àcid sal.licílic, indicant que aquesta molècula és essencial per a la senyalització d'incompatibilitats genètiques en Arabidopsis.

Manipulació genètica de vectors virals per a estratègies de teràpia gènica en malalties autoimmunes

Els tractaments actuals per a la Malaltia de Crohn es basen en l’administració de proteïnes recombinants amb capacitat immunosupressora. Aquests tractaments són sistèmics, crònics i causen el desenvolupament d’efectes secundaris severs com infeccions amb patògens oportunistes i una major incidència de tumors. Passar d’una administració sistèmica dels immunosupressors a una administració local sembla clau per evitar la severitat i el nombre de complicacions secundàries. Ha sigut descrit recentment que el subconjunt cel•lular Th-17 juga un paper central en moltes malalties autoimmunes en humans, com ara la Malaltia de Crohn, Escleroderma, Artritis reumatoide o Psoriasis. Per determinar com la via del Th-17 es veu afectada durant el desenvolupament i els estadis aguts de la malaltia, analitzarem una gran bateria de interleuquines/citoquines i els mecanismes intracel•lulars d’activació/inhibició de l’activitat de les cèl•lules del Sistema Immune. En un segon pas, clonarem els gens seleccionats relacionats amb la immunomodulació de la via del Th-17 en vectors recentment desenvolupats (adenovirus quimera 5/40 o diferents pseudotips d’AAVs ), ja que hipotitzem que una producció local d’immunomoduladors s’assolirà amb una eficiència major fent servir aquests vectors, evitant així els efectes secundaris. A aquests efectes, hem començat el projecte clonant els gens de la IL10 i del receptor transmembrenal de la IL23 en adenovirus i en genomes d’AAV.

Un estudi de les argumentacions d’estudiants anglesos i catalans en activitats de resolució de problemes no formals en ciències i de les estratègies didàctiques dels professors que afavoreixen l’argumentació a les classes

Una de les contribucions de la recerca sobre concepcions prèvies dels estudiants en ciències durant els darrers 25 anys ha estat mostrar la influència del context sociocultural dels nois i noies en les idees i concepcions que desenvolupen i mantenen des de la seva infància. Hi ha l’acord que algunes diferències en les concepcions poden dependre de la cultura social en la qual s’integren. Alguns investigadors també pensen que els esquemes argumentatius també poden ser influenciats per la cultura de les comunitats. Els contextos Català i Anglès semblen similars, ambdós formen part del context cultural de les societats desenvolupades; per tant, podem pensar que els esquemes argumentatius que els estudiants apliquen, poden tenir moltes similituds, però també importants diferències. Les dades analitzades provenen de les respostes escrites dels estudiants individuals i de les transcripcions de 8 grups de discussió sobre quatre tasques. L’anàlisi es fa a tres nivells: 1)comparació del nombre d’arguments entre tasques i entre països, 2) qualitativa i descriptiva comparació entre tipus d’esquemes argumentatius per tasques i per països i 3) explicació de tipus d’esquemes argumentatius que es donen molt, i identificació d’estructures argumentatives complexes que lliguen diversos esquemes en un argument més gran i que poden caracteritzar l’argumentació d’alguns grups (aplicant Toulmin) i que poden ser indicadors d’aspectes cooperatius i de canvis de punts de vista en les discussions. Els resultants ens indiquen que encara que els estudiants Catalans dediquen més temps a les discussions, la ratio nombre d’esquemes per unitat de temps és similar als dos països. S’han trobar algunes diferències entre tipus d'esquemes per països i per tasques, també que molts arguments es basen en valors i idees preconcebudes. S’han pogut identificar també algunes estructures argumentatives complexes no gaire comunes.

Anells de Liesegang (experimentació amb gels)

Treball de recerca realitzat per un alumne d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. Aquest treball de recerca es basa en l'experimentació i, posteriorment, l'obtenció i anàlisi de resultats de l'experiment creador d'anells de Liesegang. Aquest experiment, consistent en la precipitació d'un compost en una base gelificada formant anells distanciats logarítmicament els uns dels altres, ha estat durant més d'un segle objecte d'investigació de moltíssims científics, els quals no han sabut mai treure'n una explicació lògica i raonable d'aquest rar comportament. L'autor ha pretès recrear els curiosos anells intentant formar-los amb diferents inhibidors i compostos als trobats en la bibliografia. Després de realitzar més d'una trentena d'experiments, s'ha realitzat una anàlisi exhaustiva dels resultats. Aquest apartat ha estat un dels més enriquidors, ja que s'han dut a terme en ell comparacions sorprenents i troballes molt curioses, com per exemple la similitud entre els anells de Liesegang i les estructures de Turing, la qual intenta explicar les formes presents en els ocels dels éssers vius; i l'aparició d'anells de Liesegang segons l’òptica visual, efecte inexistent en l’àmplia bibliografia consultada. A més a més, també s'han efectuat una sèrie d'estudis: un en què es confirmen les distàncies logarítmiques entre els anells i on es realitza una comparació entre les dades empíriques i el patró matemàtic; i un altre en què s'estudia el comportament dels anells al variar els factors que regulen la velocitat de reacció.

Síntesi i estudi de les propietats de fotoluminescència de nanoestructures de sulfur de cadmi

S’han sintetitzat estructures de CdS a partir de sílice mesoporosa (SBA-15, SBA-16 i KIT-6) pel mètode del motlle rígid i s’han caracteritzat mitjançant TEM i XRD, i se n’han estudiat les seves propietats de fotoluminescència mitjançant CSLM. Els resultats obtinguts s’han comparat amb una mostra de CdS comercial. El CdS SBA-15 ha conservat l’estructura mesoporosa del motlle, mentre que en els altres dos casos s’ha mantingut només de manera parcial. Per a totes les mostres, la mida de partícula es troba en el rang dels 3-10 nm. Pel que fa a l’estructura, s’ha detectat fase wurtzita i zinc-blenda, en diferents percentatges entre elles. La formació de wurtzita pot ser en part responsable del col·lapse parcial de la mesostructura. El pic de màxima emissió en l’espectre de fotoluminescència es desplaça entre les diferents estructures segons la mida de partícula. L’amplada del pic varia en funció del grau de dispersió de partícula, de manera que s’observa que aquesta és inferior en les mostres sintetitzades respecte de la comercial.

Materials porosos per liofilització: els liogels

En aquest treball sobre materials porosos obtinguts per liofilització, s’ha demostrat que es poden produir materials anàlegs als aerogels de sílice mitjançant un procés de congelació i posterior sublimació. Malgrat les dificultats que es presenten en el procés de congelació, s’ha aconseguit un nou producte que hem denominat LIOGELS (per diferenciar-los dels aerogels) amb més o menys graus de monoliticitat segons la composició i el procés realitzat. S’han estudiat diversos sistemes de congelació, principalment amb nitrogen líquid i en la cambra del liofilitzador a -80ºC, però també s’han comparat els resultats de congelacions de gels amb tert-butanol a 12ºC (el tert-butanol fon a 25,69ºC). S’han sintetitzat diferents tipus de gels, de cara a la seva liofilització posterior. Alguns dels gels s’han deixat assecar amb molta cura i molt lentament per produir xerogels monolítics, amb l’objectiu de comparar les estructures dels aerogels, els xerogels i els nous liogels produïts en aquest treball. Per tal d’aconseguir líquids de rentat que al congelar no trenquessin l’estructura, s’han buscat les mescles idònies de dissolvents (que no canviessin de volum al congelar). S’ha instal·lat un equip de liofilització a l’Icmab, que s’ha utilitzat per elaborar les mostres estudiades. L’equip de liofilització té fonamentalment dos modes de funcionament: sublimació a través d’un "manifold" i dins d’una cambra amb safates. Per a la caracterització de les mostres dels nous materials obtinguts, s’ha utilitzat l’equip BET, i els equips de microscòpia electrònica SEM i TEM de l’ICMAB. S’han avaluat els resultats obtinguts amb l’equip de porosimetria (BET) i s’han analitzat les fotografies del SEM i del TEM, fent les oportunes comparacions entre aerogels i liogels, i entre aquests i els xerogels.

Individualismo y democracia: relaciones entre las estructuras de poder y el sujeto posmoderno

Aquest treball analitza la relació de les estructures del poder democràtic amb la posició existencial adoptada en massa pel subjecte postmodern. L’home d’avui s’ha llençat a una recerca inacabable de la seva pròpia identitat: creu que aquesta deu ser construïda sense atendre a cap factor extern. A més, està immers en una terrible soledat que el converteix en l’objecte perfecte per a una consolidació ideològica del sistema democràtic. Així, l’objectiu del present anàlisi és el d’intentar desvetllar el nexe entre una determinada concepció del poder i el fet de que l’home hagi perdut de vista les qüestions més rellevants de la seva pròpia existència, fins al punt de no saber qui és.

Estudio sobre la extracción de puntos característicos en imágenes y sus aplicaciones

En aquest treball realitzem un estudi sobre la detecció y la descripció de punts característics, una tecnologia que permet extreure informació continguda en les imatges. Primerament presentem l'estat de l'art juntament amb una avaluació dels mètodes més rellevants. A continuació proposem els nous mètodes que hem creat de detecció i descripció, juntament amb l'algorisme òptim anomenat DART, el qual supera l'estat de l'art. Finalment mostrem algunes aplicacions on s'utilitzen els punts DART. Basant-se en l'aproximació de l'espai d'escales Gaussià, el detector proposat pot extreure punts de distint tamany invariants davant canvis en el punt de vista, la rotació i la iluminació. La reutilització de l'espai d'escales durant el procés de descripció, així com l'ús d'estructures simplificades i optimitzades, permeten realitzar tot el procediment en un temps computacional menor a l'obtingut fins al moment. Així s'aconsegueixen punts invariants i distingibles de forma ràpida, el qual permet la seva utilització en aplicacions com el seguiment d'objectes, la reconstrucció d'escenaris 3D i en motors de cerca visual.

Desenvolupament de vacunes peptídiques y dendrímers basats en polietilenglicol per al tractament del càncer

El principal problema de les teràpies actuals contra el càncer es la baixa especificitat envers les cèl•lules tumorals, cosa que comporta gran quantitat d’efectes secundaris. Per això es important el desenvolupament de nous tipus de teràpies i sistemes d’alliberament efectius per als fàrmacs ja existents al mercat. En la immunoteràpia contra el càncer es pretén estimular el sistema immunològic per a eliminar les cèl•lules canceroses de manera selectiva. En aquest projecte s’han sintetitzat derivats de l’antigen peptídic de melanoma NY-ESO1 i s’ha estudiat la seva capacitat per a estimular el sistema immunològic com a vacunes contra el càncer. També s’han encapsulat el antígens peptídics en liposomes com a adjuvants i sistemes d’alliberament. De totes les variants peptídiques la que resultà més immunogènica fou la que contenia el grup palmitoil i el fragment toxoide tetànic en la seva estructura. La utilització de liposomes com a sistema adjuvant sembla una estratègia interessant per al disseny de vacunes contra el càncer donat que l’encapsulació del pèptid en liposomes va augmentar notablement la resposta immunològica de l’antigen. Per altra banda, s’han desenvolupat dendrímers basats en polietilenglicol com a sistemes alliberadors de fàrmacs per al tractament de tumors. El polietilenglicol és àmpliament utilitzat com a sistema d’alliberament de fàrmacs degut a les seves interessants propietats, augment de la solubilitat i dels temps de residència en plasma, entre d’altres. La metodologia química descrita permet la diferenciació controlada de varies posicions en la superfície del dendrímer a més del creixement del dendrímer fins a una segona generació. S’ha sintetitzat la primera generació del dendrímer contenint el fàrmac antitumoral 5-fluorouracil i s’han realitzat estudis de citotoxicitat comprovant que l’activitat del nanoconjugat és del mateix ordre de magnitud que el 5-fluorouracil sense conjugar.

Paraphrasing : scope and typology : a computational approach

This PhD project aims to study paraphrasing, initially understood as the different ways in which the same content is expressed linguistically. We will go into that concept in depth trying to define and delimit its scope more accurately. In that sense, we also aim to discover which kind of structures and phenomena it covers. Although there exist some paraphrasing typologies, the great majority of them only apply to English, and focus on lexical and syntactic transformations. Our intention is to go further into this subject and propose a paraphrasing typology for Spanish and Catalan combining lexical, syntactic, semantic and pragmatic knowledge. We apply a bottom-up methodology trying to collect evidence of this phenomenon from the data. For this purpose, we are initially using the Spanish Wikipedia as our corpus. The internal structure of this encyclopedia makes it a good resource for extracting paraphrasing examples for our investigation. This empirical approach will be complemented with the use of linguistic knowledge, and by comparing and contrasting our results to previously proposed paraphrasing typologies in order to enlarge the possible paraphrasing forms found in our corpus. The fact that the same content can be expressed in many different ways presents a major challenge for Natural Language Processing (NLP) applications. Thus, research on paraphrasing has recently been attracting increasing attention in the fields of NLP and Computational Linguistics. The results obtained in this investigation would be of great interest in many of these applications.

Obtenció de nous anàlegs amb activitat brassinoesteroide mitjançant modelització molecular i síntesi

Els brassinoesteroides són productes naturals que actuen com a potents reguladors del creixement vegetal. Presenten aplicacions prometedores en l’agricultura degut a que, aplicats exògenament, augmenten la qualitat i la quantitat de les collites. Ara bé, el seu ús s’ha vist restringit degut a la seva costosa obtenció. Aquest fet ha motivat la recerca de nous compostos actius més assequibles. En aquest projecte es planteja el disseny i obtenció de nous anàlegs seguint diferents estratègies que impliquen tant l’ús de mètodes de modelització molecular com de síntesi orgànica. La primera d’aquestes estratègies consisteix en buscar compostos actius en bases de dades de compostos comercials a través de processos de Virtual Screening desenvolupats amb mètodes computacionals basats en Camps d’Interacció Molecular. Així, es van establir i interpretar models de Relacions Quantitatives Estructura-Activitat (QSAR) emprant descriptors independents de l’alineament (GRIND) i, amb col•laboració amb la Universitat de Perugia, aquest criteri de cerca es va ampliar amb l’aplicació de descriptors FLAP de nova generació. Una altra estratègia es va basar en intentar substituir l’esquelet esteroide dels brassinoesteroides per una estructura equivalent, fixant com a cadena lateral el grup (R)-hexahidromandelil. S’han aplicat dos criteris: mètodes computacionals basats en models QSAR establerts amb descriptors GRIND i també en la metodologia SHOP (scaffold hopping), i, per altra banda, anàlegs proposats racionalment a partir d’un estudi efectuat sobre disruptors endocrins no esteroïdals. Sobre les estructures trobades s’hi va unir la cadena lateral comercial esmentada per via sintètica, en la qual s’ha hagut de fer un èmfasi especial en grups protectors. En total, 49 estructures es proposen per a ser obtingudes sintèticament. També s’ha treballat en l’obtenció un agonista derivat de l’hipotètic antagonista KM-01. Totes les molècules candidates, ja siguin comercials o obtingudes sintèticament, estant sent avaluades en el test d’inclinació de la làmina d’arròs (RLIT).