Estructura de datos avanzadas : clases disjuntas, montículos, árboles de búsqueda

En aquest treball s'amplia la implementació en Java de les estructures de dades iniciada per Esteve Mariné, utilitzant el seu disseny bàsic. Concretament, s'ha fet la programació de les estructures de a) classes disjuntes, utilitzant els algorismes de llistes encadenades i amb estructura d'arbre, b) monticles, amb els algorismes binari, binomial i de Fibonacci, i c) arbres de recerca basats en l'algorisme d'arbre binari vermell-negre, el qual complementa els dos ja existents amb algorismes d'encadenaments i AVL. Per a examinar l'evolució de les estructures, s'ha preparat un visualitzador gràfic interactiu amb l'usuari que permet fer les operacions bàsiques de l'estructura. Amb aquest entorn és possible desar les estructures, tornar a reproduir-les i desfer i tornar a repetir les operacions fetes sobre l'estructura. Finalment, aporta una metodologia, amb visualització mitjançant gràfics, de l'avaluació comparativa dels algorismes implementats, que permet modificar els paràmetres d'avaluació com ara nombre d'elements que s'han de tractar, algorismes que s'han de comparar i nombre de repeticions. Les dades obtingudes es poden exportar per a analitzar-les posteriorment.

Xifratge d'arxius

Aquest treball de final de carrera inclou el desenvolupament d'un programari que permet xifrar arxius utilitzant un algorisme de flux. El desenvolupament del programari ha estat dividit en tres parts, el generador de números aleatoris, l'aplicació de l'algorisme de xifrat on s'han aplicat les tècniques adients de criptografia i la interfície gràfica per l'usuari.

Protecció del copyright per a imatges

Consisteix a desenvolupar un algorisme per a introduir i recuperar les marques en imatges en format JPEG.

Creació d'un plug-in de Protégé per a podar ontologies

La creació d'una ontologia partint de zero és una feina llarga i feixuga que pot simplificar-se si, partint d'una ontologia més general, es poden podar les parts que no formen part del domini de context. Aquesta memòria té una doble vessant: d'un costat l'estudi de l'estat de l'art de les ontologies (història, aplicacions, línies de treball, etc) i de l'altra l'anàlisi i disseny d'un plug-in en java per a Protégé que implementi l'algorisme de poda.

Desarrollo de un índice espacial para la extensión JASPA sobre H2

El presente trabajo tiene por objetivo ofrecer una solución para la creación de un índice espacial para la extensión JASPA (Java SPAtial) sobre la base de datos H2. El algoritmo de indexación elegido para la implementación del índice espacial ha sido el Rtree.La implementación se ha realizado con el lenguaje de programación Java lo que ha facilitado su integración con la extensión JASPA y la base de datos H2, dado que ambos proyectos están codificados en el mismo lenguaje. El índice es persistente en memoria secundaria en una tabla de la propia base de datos H2.La solución que se propone está limitada a operaciones espaciales en dos dimensiones y es lo suficientemente flexible como para que no se haya necesitado modificar ni el código fuente de JASPA, ni de H2. Además, se ha previsto que el algoritmo de indexación se pueda mejorar o sustituir fácilmente.Por último, se ha tenido en cuenta que el proceso de creación y manipulación de los índices espaciales sea intuitivo y fácil de usar.

Implementació d'un sistema de compressió de dades en el dispositiu mota Cou24 sota TinyOS.

Les limitacions en la capacitat d'emmagatzemament dels dispositius sensors sense fils o motes és consubstancial al seu disseny, però pot convertir-se en un problema en determinades situacions. Aquest projecte de fi de carrera ha esta motivat per l'interès en superar aquestes limitacions en una situació concreta: una mota dedicada a prendre mostres amb alguns dels seus sensors que passa un període llarg de temps sense poder comunicar amb la base. Per aconseguir aquest objectiu s'ha dissenyat i implementat un sistema que comprimeix les mostres en una mota només quan l'espai d'emmagatzemament està pròxim a exhaurir-se. Aquest procés de compressió pot repetir-se indefinidament i cada vegada que actua elimina només les mostres menys significatives, tot preservant la freqüència del mostreig.A continuació es descriu l'algorisme que s'ha dissenyat, respectuós amb les capacitats de processament de la mota, la implementació que s'ha fet en nesC per a una mota Cou24 amb TinyOS, el programari complementari que s'ha desenvolupat en Java per a PC, i el resultat de les proves que s'han fet de tot aquest conjunt.

El mètode APT (Auto Adjusting Perturbation Theory) de diagonalització de matrius

Es presenta un nou algorisme per a la diagonalització de matrius amb diagonal dominant. Es mostra la seva eficàcia en el tractament de matrius no simètriques, amb elements definits sobre el cos complex i, fins i tot, de grans dimensions. Es posa de manifest la senzillesa del mètode així com la facilitat d'implementació en forma de codi de programació. Es comentenels seus avantatges i característiques limitants, així com algunes de les millores que es poden implementar. Finalment, es mostren alguns exemples numèrics

Integració d’un visualitzador de volums en una plataforma de reconstrucció de mapes de fibres del cervell

Estudi, disseny i implementació d’un algorisme de visualització de volums i integrar-lo en la plataforma DTIWeb de visualització i processament de dades de DTI. La plataforma DTIWeb és una plataforma desenvolupada conjuntament entre el Laboratori de Gràfics i Imatge de la Universitat de Girona i d’Institut de Diagnòstic per la imatge de l’Hospital Josep Trueta de Girona. Aquesta plataforma integra els mètodes bàsics de reconstrucció de fibres del cervell. La principal limitació de la plataforma és que no suporta la visualització de models 3D. Aquest fet limita el seu us en la pràctica clínica habitual ja que es fa difícil la interpretació dels mapes de connectivitat que genera

Optimització i personalització del càlcul de rutes en dispositius mòbils

Aquest estudi es centra en trobar la ruta que millor satisfaci les necessitats i preferències de l'usuari (personalització). Així, partint d'algorismes de routing existents, caldrà estudiar quin és el millor algorisme per implementar la funció de cost que doni la "bellesa" de la ruta per l'usuari.

Estratègies de teràpia gènica per a neuropatia diabètica

L'objectiu del projecte consisteix en desenvolupar estratègies de teràpia gènica per al tractament de la neuropatia diabètica. Per a la teràpia gènica és necessària la utilització de vectors per tal d'introduir el material genètic exogen en les cèl•lules diana. En aquest projecte s'utilitzen vectors derivats de virus adenoassociats i es fan estudis de tropisme de diferents serotips de vectors administrant-los per diferents vies. D’aquesta manera es pot escollir quin és el millor vector i la millor via d'administració per a cada cas, i en el cas d'aquest projecte, per a tractar les cèl•lules afectades en la neuropatia diabètica. La neuropatia diabètica és una complicació de la diabetis per a la qual no hi ha cap tractament. Afecta les cèl•lules del sistema nerviós perifèric (neurones sensorials, neurones motores i cèl•lules de Schwann) i és la causa la major part de les amputacions d'extremitats inferiors. En aquest projecte es pretén estudiar quines són les possibles causes del desenvolupament de la neuropatia diabètica analitzant canvis a nivell de l'expressió gènica en models de ratolins diabètics i també en els models in vitro dissenyats per al projecte. Posteriorment es vol proposar un tractament de teràpia gènica mitjançant els resultats dels estudis de tropisme dels vectors virals i dels estudis d'expressió gènica dels models de diabetis.

Bases genètiques de la malformació de Chiari

La Malformació de Chiari tipus I (MCI) ha estat definida tradicionalment com la herniació de les amígdales cerebel•loses d’almenys 5mm, a través del forat mange. En general, els símptomes es posen de manifest durant la segona o tercera dècada de vida, tot i que s’han descrit casos pediàtrics. Donada la complexitat del quadre clínic, per realitzar un diagnòstic adient es requereix avaluació clínica i estudi de neuroimatge. La tècnica de preferència és la ressonància magnètica d’imatge, considerant-se actualment com a pacients de MCI aquells que presenten un descens de les amígdales superior a 3mm per sota del forat magne. L'existència de casos asimptomàtics dificulta establir una prevalença concreta, però s’ha estimat que podria estar entre 1/1000 a 1/5000 sent major en dones que en homes (2:1 aproximadament). Fins el moment, es desconeix l’etiologia de la malaltia però la hipòtesi més acceptada és que MCI és deguda al desenvolupament insuficient del mesoderm paraxial. Diferents estudis realitzats fins el moment evidencien que almenys, un subgrup de pacients amb MCI són deguts a contribució genètica: 1) casos d’agregació familiar amb afectes en tres generacions; 2) estudis de bessons 3) associació amb síndromes genètics coneguts amb herència mendeliana produïts per anomalies óssies que donen suport a la hipòtesi de la insuficiència del mesoderm com a causa de MCI. Davant l’evidència clara d’un component genètic com a principal causant de l’etiologia de MCI, l’objectiu del projecte va ser la identificació de les bases genètiques de la MCI, tant en gens responsables de les formes mendelianes com en gens responsables de les formes complexes de MCI mitjançant dues estratègies: 1-Identificació de variants genètiques de susceptibilitat en pacients amb MCI mitjançant estudis d’associació de tipus cas-control. 2-Anàlisi genètic de formes monogèniques mitjançant l’anàlisi de lligament a marcardors polimòrfics i la seqüenciació del DNA a gran escala.

Implementation of zonal control algorithms in adaptive optical systems with sparse control matrices

Miralls deformables més i més grans, amb cada cop més actuadors estan sent utilitzats actualment en aplicacions d'òptica adaptativa. El control dels miralls amb centenars d'actuadors és un tema de gran interès, ja que les tècniques de control clàssiques basades en la seudoinversa de la matriu de control del sistema es tornen massa lentes quan es tracta de matrius de dimensions tan grans. En aquesta tesi doctoral es proposa un mètode per l'acceleració i la paral.lelitzacó dels algoritmes de control d'aquests miralls, a través de l'aplicació d'una tècnica de control basada en la reducció a zero del components més petits de la matriu de control (sparsification), seguida de l'optimització de l'ordenació dels accionadors de comandament atenent d'acord a la forma de la matriu, i finalment de la seva posterior divisió en petits blocs tridiagonals. Aquests blocs són molt més petits i més fàcils de fer servir en els càlculs, el que permet velocitats de càlcul molt superiors per l'eliminació dels components nuls en la matriu de control. A més, aquest enfocament permet la paral.lelització del càlcul, donant una com0onent de velocitat addicional al sistema. Fins i tot sense paral. lelització, s'ha obtingut un augment de gairebé un 40% de la velocitat de convergència dels miralls amb només 37 actuadors, mitjançant la tècnica proposada. Per validar això, s'ha implementat un muntatge experimental nou complet , que inclou un modulador de fase programable per a la generació de turbulència mitjançant pantalles de fase, i s'ha desenvolupat un model complert del bucle de control per investigar el rendiment de l'algorisme proposat. Els resultats, tant en la simulació com experimentalment, mostren l'equivalència total en els valors de desviació després de la compensació dels diferents tipus d'aberracions per als diferents algoritmes utilitzats, encara que el mètode proposat aquí permet una càrrega computacional molt menor. El procediment s'espera que sigui molt exitós quan s'aplica a miralls molt grans.

Posicionament de vehicles en mapes mitjançant GPS

El projecte consisteix en el desenvolupament d'un algorisme que millori el posicionament final d'un sistema que adquireix les dades d'una antena de GPS estàndard. Aquest sistema en certs moments té pèrdua total de senyal GPS o rep senyal amb pertorbacions, derivant en un mal posicionament. Nosaltres hem proposat una solució que utilitza les coordenades del GPS, el filtre Kalman per resoldre els problemes de pertorbacions de senyal, bases de dades digitals geogràfiques per garantir la circulació del vehicle per sobre la carretera, i finalment combina la informació temporal de posicions anteriors i la de les bases de dades per posicionar el vehicle quan hi ha pèrdua total de senyal. Els experiments realitzats ens indiquen que s'obté una millora del posicionement.

Algorithm creation and optimization for the crew pairing problem

Algoritmo que optimiza y crea pairings para tripulaciones de líneas aéreas mediante la posterior programación en Java.

Implementació de la cerca d'un subgraf comú maximal a dos grafs mitjançant colles

La memòria que ací es presenta s'emmarca dins de l'àrea de teoria de grafs. En concret es treballa la implementació d'un algorisme per trobar el subgraf comú maximal (SCM) de dos grafs mitjançant la cerca de colles maximals (CM). L'aportació principal del projecte consisteix en, donats dos grafs qualsevol, trobar el seu graf associat per tal de poder cercar la seva colla maximal (CM). I així, utilitzant funcions existents en el llenguatge de programació, poder trobar el seu subgraf comú maximal (SCM), necessari per calcular la distància entre grafs i així determinar quan d'isomorfs són.