Nepfix: on-demand cloud elastic simulation of networks of evolutionary processors

Una Red de Procesadores Evolutivos o NEP (por sus siglas en ingles), es un modelo computacional inspirado por el modelo evolutivo de las celulas, específicamente por las reglas de multiplicación de las mismas. Esta inspiración hace que el modelo sea una abstracción sintactica de la manipulation de information de las celulas. En particu¬lar, una NEP define una maquina de cómputo teorica capaz de resolver problemas NP completos de manera eficiente en tóerminos de tiempo. En la praóctica, se espera que las NEP simuladas en móaquinas computacionales convencionales puedan resolver prob¬lemas reales complejos (que requieran ser altamente escalables) a cambio de una alta complejidad espacial. En el modelo NEP, las cóelulas estóan representadas por palabras que codifican sus secuencias de ADN. Informalmente, en cualquier momento de cómputo del sistema, su estado evolutivo se describe como un coleccion de palabras, donde cada una de ellas representa una celula. Estos momentos fijos de evolucion se denominan configuraciones. De manera similar al modelo biologico, las palabras (celulas) mutan y se dividen en base a bio-operaciones sencillas, pero solo aquellas palabras aptas (como ocurre de forma parecida en proceso de selection natural) seran conservadas para la siguiente configuracióon. Una NEP como herramienta de computation, define una arquitectura paralela y distribuida de procesamiento simbolico, en otras palabras, una red de procesadores de lenguajes. Desde el momento en que el modelo fue propuesto a la comunidad científica en el año 2001, múltiples variantes se han desarrollado y sus propiedades respecto a la completitud computacional, eficiencia y universalidad han sido ampliamente estudiadas y demostradas. En la actualidad, por tanto, podemos considerar que el modelo teórico NEP se encuentra en el estadio de la madurez. La motivación principal de este Proyecto de Fin de Grado, es proponer una aproxi-mación práctica que permita dar un salto del modelo teórico NEP a una implantación real que permita su ejecucion en plataformas computacionales de alto rendimiento, con el fin de solucionar problemas complejos que demanda la sociedad actual. Hasta el momento, las herramientas desarrolladas para la simulation del modelo NEP, si bien correctas y con resultados satisfactorios, normalmente estón atadas a su entorno de ejecucion, ya sea el uso de hardware específico o implementaciones particulares de un problema. En este contexto, el propósito fundamental de este trabajo es el desarrollo de Nepfix, una herramienta generica y extensible para la ejecucion de cualquier algo¬ritmo de un modelo NEP (o alguna de sus variantes), ya sea de forma local, como una aplicación tradicional, o distribuida utilizando los servicios de la nube. Nepfix es una aplicacion software desarrollada durante 7 meses y que actualmente se encuentra en su segunda iteration, una vez abandonada la fase de prototipo. Nepfix ha sido disenada como una aplicacion modular escrita en Java 8 y autocontenida, es decir, no requiere de un entorno de ejecucion específico (cualquier maquina virtual de Java es un contenedor vólido). Nepfix contiene dos componentes o móodulos. El primer móodulo corresponde a la ejecución de una NEP y es por lo tanto, el simulador. Para su desarrollo, se ha tenido en cuenta el estado actual del modelo, es decir, las definiciones de los procesadores y filtros mas comunes que conforman la familia del modelo NEP. Adicionalmente, este componente ofrece flexibilidad en la ejecucion, pudiendo ampliar las capacidades del simulador sin modificar Nepfix, usando para ello un lenguaje de scripting. Dentro del desarrollo de este componente, tambióen se ha definido un estóandar de representacióon del modelo NEP basado en el formato JSON y se propone una forma de representation y codificación de las palabras, necesaria para la comunicación entre servidores. Adicional-mente, una característica importante de este componente, es que se puede considerar una aplicacion aislada y por tanto, la estrategia de distribution y ejecución son total-mente independientes. El segundo moódulo, corresponde a la distribucióon de Nepfix en la nube. Este de-sarrollo es el resultado de un proceso de i+D, que tiene una componente científica considerable. Vale la pena resaltar el desarrollo de este modulo no solo por los resul-tados prócticos esperados, sino por el proceso de investigation que se se debe abordar con esta nueva perspectiva para la ejecución de sistemas de computación natural. La principal característica de las aplicaciones que se ejecutan en la nube es que son gestionadas por la plataforma y normalmente se encapsulan en un contenedor. En el caso de Nepfix, este contenedor es una aplicacion Spring que utiliza el protocolo HTTP o AMQP para comunicarse con el resto de instancias. Como valor añadido, Nepfix aborda dos perspectivas de implementation distintas (que han sido desarrolladas en dos iteraciones diferentes) del modelo de distribution y ejecucion, que tienen un impacto muy significativo en las capacidades y restricciones del simulador. En concreto, la primera iteration utiliza un modelo de ejecucion asincrono. En esta perspectiva asincrona, los componentes de la red NEP (procesadores y filtros) son considerados como elementos reactivos a la necesidad de procesar una palabra. Esta implementation es una optimization de una topologia comun en el modelo NEP que permite utilizar herramientas de la nube para lograr un escalado transparente (en lo ref¬erente al balance de carga entre procesadores) pero produce efectos no deseados como indeterminacion en el orden de los resultados o imposibilidad de distribuir eficiente-mente redes fuertemente interconectadas. Por otro lado, la segunda iteration corresponde al modelo de ejecucion sincrono. Los elementos de una red NEP siguen un ciclo inicio-computo-sincronizacion hasta que el problema se ha resuelto. Esta perspectiva sincrona representa fielmente al modelo teórico NEP pero el proceso de sincronizacion es costoso y requiere de infraestructura adicional. En concreto, se requiere un servidor de colas de mensajes RabbitMQ. Sin embargo, en esta perspectiva los beneficios para problemas suficientemente grandes superan a los inconvenientes, ya que la distribuciín es inmediata (no hay restricciones), aunque el proceso de escalado no es trivial. En definitiva, el concepto de Nepfix como marco computacional se puede considerar satisfactorio: la tecnología es viable y los primeros resultados confirman que las carac-terísticas que se buscaban originalmente se han conseguido. Muchos frentes quedan abiertos para futuras investigaciones. En este documento se proponen algunas aproxi-maciones a la solucion de los problemas identificados como la recuperacion de errores y la division dinamica de una NEP en diferentes subdominios. Por otra parte, otros prob-lemas, lejos del alcance de este proyecto, quedan abiertos a un futuro desarrollo como por ejemplo, la estandarización de la representación de las palabras y optimizaciones en la ejecucion del modelo síncrono. Finalmente, algunos resultados preliminares de este Proyecto de Fin de Grado han sido presentados recientemente en formato de artículo científico en la "International Work-Conference on Artificial Neural Networks (IWANN)-2015" y publicados en "Ad-vances in Computational Intelligence" volumen 9094 de "Lecture Notes in Computer Science" de Springer International Publishing. Lo anterior, es una confirmation de que este trabajo mas que un Proyecto de Fin de Grado, es solo el inicio de un trabajo que puede tener mayor repercusion en la comunidad científica. Abstract Network of Evolutionary Processors -NEP is a computational model inspired by the evolution of cell populations, which might model some properties of evolving cell communities at the syntactical level. NEP defines theoretical computing devices able to solve NP complete problems in an efficient manner. In this model, cells are represented by words which encode their DNA sequences. Informally, at any moment of time, the evolutionary system is described by a collection of words, where each word represents one cell. Cells belong to species and their community evolves according to mutations and division which are defined by operations on words. Only those cells are accepted as surviving (correct) ones which are represented by a word in a given set of words, called the genotype space of the species. This feature is analogous with the natural process of evolution. Formally, NEP is based on an architecture for parallel and distributed processing, in other words, a network of language processors. Since the date when NEP was pro¬posed, several extensions and variants have appeared engendering a new set of models named Networks of Bio-inspired Processors (NBP). During this time, several works have proved the computational power of NBP. Specifically, their efficiency, universality, and computational completeness have been thoroughly investigated. Therefore, we can say that the NEP model has reached its maturity. The main motivation for this End of Grade project (EOG project in short) is to propose a practical approximation that allows to close the gap between theoretical NEP model and a practical implementation in high performing computational platforms in order to solve some of high the high complexity problems society requires today. Up until now tools developed to simulate NEPs, while correct and successful, are usu¬ally tightly coupled to the execution environment, using specific software frameworks (Hadoop) or direct hardware usage (GPUs). Within this context the main purpose of this work is the development of Nepfix, a generic and extensible tool that aims to execute algorithms based on NEP model and compatible variants in a local way, similar to a traditional application or in a distributed cloud environment. Nepfix as an application was developed during a 7 month cycle and is undergoing its second iteration once the prototype period was abandoned. Nepfix is designed as a modular self-contained application written in Java 8, that is, no additional external dependencies are required and it does not rely on an specific execution environment, any JVM is a valid container. Nepfix is made of two components or modules. The first module corresponds to the NEP execution and therefore simulation. During the development the current state of the theoretical model was used as a reference including most common filters and processors. Additionally extensibility is provided by the use of Python as a scripting language to run custom logic. Along with the simulation a definition language for NEP has been defined based on JSON as well as a mechanisms to represent words and their possible manipulations. NEP simulator is isolated from distribution and as mentioned before different applications that include it as a dependency are possible, the distribution of NEPs is an example of this. The second module corresponds to executing Nepfix in the cloud. The development carried a heavy R&D process since this front was not explored by other research groups until now. It's important to point out that the development of this module is not focused on results at this point in time, instead we focus on feasibility and discovery of this new perspective to execute natural computing systems and NEPs specifically. The main properties of cloud applications is that they are managed by the platform and are encapsulated in a container. For Nepfix a Spring application becomes the container and the HTTP or AMQP protocols are used for communication with the rest of the instances. Different execution perspectives were studied, namely asynchronous and synchronous models were developed for solving different kind of problems using NEPs. Different limitations and restrictions manifest in both models and are explored in detail in the respective chapters. In conclusion we can consider that Nepfix as a computational framework is suc-cessful: Cloud technology is ready for the challenge and the first results reassure that the properties Nepfix project pursued were met. Many investigation branches are left open for future investigations. In this EOG implementation guidelines are proposed for some of them like error recovery or dynamic NEP splitting. On the other hand other interesting problems that were not in the scope of this project were identified during development like word representation standardization or NEP model optimizations. As a confirmation that the results of this work can be useful to the scientific com-munity a preliminary version of this project was published in The International Work- Conference on Artificial Neural Networks (IWANN) in May 2015. Development has not stopped since that point and while Nepfix in it's current state can not be consid¬ered a final product the most relevant ideas, possible problems and solutions that were produced during the seven months development cycle are worthy to be gathered and presented giving a meaning to this EOG work.

Influencia de las variaciones estacionales del nivel de agua sobre la reproducción y el crecimiento de Potamorhina altamazonica (COPE, 1879) en el Río Ucayali, Perú

Se estudió la influencia de las variaciones estacionales del nivel de agua sobre la reproducción y el crecimiento de Potamorhina altamazonica en el río Ucayali durante los años 2008-2012. Se observó que, la reproducción es de carácter estacional, que, tiene sincronía con el periodo de creciente (enero-marzo) alcanzado el ápice en febrero. Se estimó que las hembras alcanzan la talla media de primera madurez a los 17,8 cm y los machos a los 18,4 cm (Lt), en ambos casos a la edad teórica de un año. La mayor proporción de hembras respecto a los machos se observó en el periodo de transición a creciente, y viceversa en la creciente; mientras que el análisis anual mostró dominancia de hembras en los años 2008 y 2012. El análisis de la estructura de tallas mostró que el stock explotado estuvo compuesto por peces cuyas tallas oscilaron de 12,0 a 31,0 cm Lt y no se observaron fuertes fluctuaciones de la talla media anual. La ecuación de crecimiento de von Bertalanffy definida por Lt = 33,55*(1-e(-0,65(t-0,26)) permite estimar que la especie es de rápido crecimiento y que podría vivir en teoría 3,5 años. Los peces mostraron mejor condición o robustez en los periodos de transición a creciente y creciente, dado a que en estos, se inundan vastas áreas de bosques de llanura convirtiéndose en hábitats óptimos que favorecen la reproducción en los peces adultos y el crecimiento en los reclutas.

Metamorfosis en la energía mítica:de la libido freudiana a la libido electrónica y digital

La historia de la mitología puede ser narrada como la crónica de las sucesivas metamorfosis de las fuentes de energía mítica y sus desplazamientos metafóricos de sentido. La modernidad se distingue por haber descubierto un manantial inédito de energía mítica, la libido freudiana. Desde su despertar surrealista, donde se creía inagotable, hasta su empleo por parte de los dispositivos pulsionales de Internet, el imaginario de la libido freudiana está sufriendo una mutación como libido digital: una crisis energética que supone una lectura renovada del imaginario edípico (crisis de la diacronía) y un estudio de sus más recientes rituales electrónicos (crisis de la sincronía) en la era de Internet.

A vueltas con la naturaleza del cambio fonético-fonológico: los casos de Nj y Lj

Las etapas del cambio fonético-fonológico han sido descritas desde hace décadas, especialmente desde un punto de vista articulatorio y casi siempre partiendo de los testimonios escritos de que se podía disponer. No obstante, recientemente han ido surgiendo nuevas teorías que defienden que el cambio puede ser explicado a través del estudio de la variación y los procesos fonéticos propios del habla actual, puesto que ambos están relacionados con fenómenos de hipo (e hiper) articulación y, a la postre, de coarticulación. Una de ellas es la Fonología Evolutiva (Blevins 2004), aun cuando no ofrece una explicación satisfactoria para la difusión del cambio. En este estudio, se ha recurrido a estas teorías para esclarecer las causas de la evolución de dos contextos de yod segunda: /nj/ y /lj/, que llevaron a la fonologización de // y //, en un primer estadio de la historia del español.

Algoritmi per il calcolo parametrico delle curve a "V" e delle curve di "Capability" delle macchine sincrone

Nell'elaborato, dopo una breve descrizione di come vengono suddivise le macchine elettriche a seconda che vi siano o meno parti in movimento al loro interno, vengono esaminati inizialmente gli aspetti teorici che riguardano le macchine sincrone a poli lisci ed a poli salienti prendendo in esame anche quelli che sono i provvedimenti necessari a ridurre il contributo dei campi armonici di ordine superiore. Per questo tipo di macchine, spesso utilizzate in centrale per la pruduzione dell'energia elettrica, risultano di fondamentale importanza le curve a "V" e le curve di "Capability". Esse sono strumenti che permettono di valutare le prestazioni di tali macchine una volta che siano noti i dati di targa delle stesse. Lo scopo della tesi è pertanto quello di sviluppare un software in ambiente Matlab che permetta il calcolo automatico e parametrico di tali curve al fine di poter ottimizzare la scelta di una macchina a seconda delle esigenze. Nel corso dell'eleaborato vengono altresì proposti dei confronti su come varino tali curve, e pertanto i limiti di funzionamento ad esse associati, al variare di alcuni parametri fondamentali come il fattore di potenza, la reattanza sincrona o, nel caso di macchine a poli salienti, il rapporto di riluttanza. Le curve di cui sopra sono state costruite a partire da considerazioni fatte sul diagramma di Behn-Eschemburg per le macchine isotrope o sul diagramma di Arnold e Blondel per le macchine anisotrope.

Adherencia terapéutica farmacológica en pacientes hipertensos del Hospital José Carrasco Arteaga del Instituto Ecuatoriano de Seguridad Social, Cuenca-Ecuador 2007

Establecer la prevalencia de no adherencia a la terapéutica farmacológica y relacionarla con las variables: sexo, edad, escolaridad, tipo de beneficiario de la seguridad social, conocimiento de la enfermedad, tiempo de tratamiento, tratamiento farmacológico, dosis, sincronía en el consumo de fármacos, efectos colaterales, acceso a medicamentos, información médico paciente y apoyo para el cumplimiento - Métodos y materiales: se realizó un estudio transversal; el universo fueron los pacientes hipertensos atendidos en Julio del 2007; la muestra fue aleatoria, 93 pacientes; se realizó una visita posterior a la captación en casa y se aplicó un formulario con las variables en estudio; se realizó el conteo de medicamentos. Cumplidores fueron quienes consumieron entre 80 y 100 % de los medicamentos tomados a la misma hora el día anterior y el de la visita. No cumplidores fueron los que consumieron menos del 80 % y más del 100 % o quienes tenían entre 80 y 100 % pero su horario variaba entre un día y otro. - Resultados: la prevalencia fue del 79,57 %. No hubo asociación estadísticamente significativa con las variables estudiadas. Los resultados de las variables fueron: edad menor a 66 años, RP 1,21; consumo asincrónico de fármacos, RP 1,17; no acceso a medicamentos, RP 1,17; tratamiento multifármaco, RP 1,13; ser afiliado activo, voluntario, campesino, artesanal, RP 1,04; efectos colaterales de los medicamentos, RP 1,04. - Conclusión: la prevalencia de no adherencia al tratamiento farmacológico es elevada. Los factores considerados asociados no fueron estadísticamente significativos en la presente investigación

Ajuste del tiempo de inseminación con semen sexado en vacas superovuladas

En la actualidad los resultados de la combinación del semen sexado y superovulación (SOV) no han sido muy alentadores debido a la baja cantidad de espermatozoides así como a la corta vida media de los mismos. En un trabajo previo realizado en Brasil en vacas Holstein, se demostró que usando el protocolo de SOV P36/Lh60 e inseminando con semen sexado a las 18 y 30 horas de aplicado el inductor de la ovulación (intervalo de 12 hs entre inseminaciones) se obtiene igual cantidad de estructuras transferibles que inseminando a las 12 y 24 horas con semen no sexado. El objetivo de esta investigación fue ajustar las horas de la inseminación artificial (IA) en vacas superovuladas e inseminadas con semen sexado para lograr mejor sincronía con las ovulaciones y así aumentar la cantidad de embriones transferibles. Este ajuste evaluó 2 momentos de IA en los cuales el intervalo entre ambas se disminuyó a 6 hs. Para esto se usaron 30 vacas Holstein en producción superovuladas con el protocolo P36/LH60 y se dividieron en tres grupos en forma aleatoria; en el grupo IA18/30 (control; n=10) las inseminaciones se realizaron a las 18 horas y 30 hs de la aplicación del inductor de la ovulación (GnRh); en el grupo IA18/24 (n=10) sé inseminó a las 18 y 24 hs de la GnRH y al grupo IA24/30 (n=10) se inseminó a las 24 y 30 (se usó 2.1x106 espermatozoides sexados / inseminación). No se encontró diferencia estadística en los tres grupos, sin embargo el grupo IA18/24 mostró ventaja numérica sobre el grupo IA24/30 y el Control (4,1±1,5 vs 1,3±0,4 y 1,9±0,6 respectivamente) en la cantidad de embriones transferibles, con lo que concluimos que el ajuste en las horas de IA con semen sexado en vacas Holstein superovuladas puede ser usado con resultados similares a los trabajos anteriores