Estrategias estadísticas y de aprendizaje automático en genómica y proteómica funcional.

El objetivo de este proyecto, enmarcado en el área de metodología de análisis en bioingeniería-biotecnología aplicadas al estudio del cáncer, es el análisis y caracterización a través de perfiles de expresión de proteínas y genes de las vías metabólicas asociadas a progresión tumoral. Dicho estudio se llevará a cabo mediante la utilización de tecnologías de alto rendimiento. Las mismas permiten evaluar miles de genes/proteínas en forma simultánea, generando así una gran cantidad de datos de expresión. Se hipotetiza que para un análisis e interpretación de la información subyacente, caracterizada por su abundancia y complejidad, podría realizarse mediante técnicas estadístico-computacionales eficientes en el contexto de modelos mixtos y técnicas de aprendizaje automático. Para que el análisis sea efectivo es necesario contemplar los efectos ocasionados por los diferentes factores experimentales ajenos al fenómeno biológico bajo estudio. Estos efectos pueden enmascarar la información subyacente y así perder informacion relevante en el contexto de progresión tumoral. La identificación de estos efectos permitirá obtener, eficientemente, los perfiles de expresión molecular que podrían permitir el desarrollo de métodos de diagnóstico basados en ellos. Con este trabajo se espera poner a disposición de investigadores de nuestro medio, herramientas y procedimientos de análisis que maximicen la eficiencia en el uso de los recursos asignados a la masiva captura de datos genómicos/proteómicos que permitan extraer información biológica relevante pertinente al análisis, clasificación o predicción de cáncer, el diseño de tratamientos y terapias específicos y el mejoramiento de los métodos de detección como así tambien aportar al entendimiento de la progresión tumoral mediante análisis computacional intensivo.

CREACIÓN DE RECURSOS INFORMÁTICOS PARA LAS LENGUAS MINORITARIAS MOCOVÍ Y QUECHUA

El contacto lingüístico entre diferentes comunidades en la Argentina produce una situación de diglosia que desplaza a las lenguas dominadas a favor de la dominante, en este caso, el castellano. Esta situación ha llevado a la extinción de muchas lenguas, y otras varias se encuentran en proceso de desaparición [http://www.ethnologue.com/show_country.asp?name=AR]. Con la muerte de estas lenguas no sólo se pierde un vasto bagaje cultural, sino que las comunidades indígenas se ven privadas de un elemento esencial para reafirmar su identidad y adaptarse a su medio socio-cultural. El objetivo último de este proyecto es contribuir a detener y, en lo posible, revertir estos procesos de extinción de las lenguas. Para ello, nos proponemos formalizar algunas lenguas indígenas de la Argentina para su tratamiento automático en aplicaciones computacionales que faciliten la producción lingüística, como por ejemplo la traducción automática de y hacia el castellano, ayudas a la redacción o facilitación translingüística. Este tipo de aplicaciones, además de contribuir a la preservación y multiplicación de usos de las lenguas aborígenes, facilitará que las comunidades se apropien de los procesos de inclusión digital, cuando éstos se implementen en su lengua materna. Por lo ambicioso de sus objetivos, este es un proyecto a largo plazo y con este subsidio que estamos solicitando abordaríamos el desarrollo de su fase inicial. Trabajaremos inicialmente con dos lenguas indígenas del territorio argentino que han sido bien descriptas a nivel lingüístico: el mocoví y el quechua, con la intención de extenderlo al mapundungun. A partir de las descripciones lingüísticas, propondremos una formalización computacional para cada una de estas lenguas, tratando de crear un núcleo común que facilite la adaptación de las aplicaciones computacionales a las diferentes lenguas. En una fase posterior del proyecto, la metodología y núcleo común consolidados para estas lenguas y dominios facilitarán el traslado de las aplicaciones a otras lenguas indígenas y a otros dominios semánticos. En esta fase inicial trabajaremos con aplicaciones de dominios semánticos restringidos, ya que se requiere mucho tiempo y esfuerzo para lograr un buen funcionamiento en aplicaciones de dominio general. Dos dominios en que consideramos sería beneficioso trabajar son la salud (concentrándonos por ejemplo en la información escrita sobre la prevención e higiene) y la agricultura (concentrándonos en información escrita relacionarse con el riego, la rotación de cultivos, etc). Sin embargo, planeamos hacer la elección final de dominios conjuntamente con organizaciones activas en la problemática abordada. Se trabajará a partir de datos recolectados por los propios investigadores implicados, así como datos producidos por otros proyectos, como por ejemplo los del DILA [http://www.caicyt.gov.ar/DILA], o los del proyecto Avenue [http://www.cs.cmu.edu/~avenue/].

Estudio y optimización estructural del comportamiento termomecanico de un motor monopropelente

El presente trabajo contempla el estudio del comportamiento termomecánico de un motor monopropelente, cuyo funcionamiento se basa en la descomposición catalítica del combustible, produciendo la gasificación del mismo, con su consecuente generación de calor. Estos gases, al ser conducidos convenientemente a través de una tobera con el fin de generar su apropiada expansión, producirán la acción deseada. Un diseño erróneo del sistema de alimentación podría producir el acortamiento de la vida útil del catalizador, la degradación de los sellos de la válvula, vaporizaciones indeseadas del propelente, etc.El objetivo que se persigue es construir un modelo computacional que permita visualizar el comportamiento conjunto de los diversos fenómenos, la influencia de los diversos componentes y su interacción, a fin de identificar los elementos críticos, y poder así tomar acciones correctivas u operar sobre aspectos de diseño del sistema para un mejor acondicionamiento del combustible. Para la aplicación del método, se modelizarán cada uno de los fenómenos que gobiernan el comportamiento del sistema y se les codificará en lenguaje de programación, prestando especial atención al comportamiento del fluido tanto en régimen estable como durante los transitorios. Una vez validado el programa se correrán simulaciones para determinar la influencia de los parámetros básicos de diseño sobre los procesos termomecánicos mediante un análisis de sensitividad, a fin de mitigar los posibles efectos adversos. Sin embargo, durante la ejecución de proyectos de ingeniería de este tipo, una de las cuestiones de mayor importancia es el uso racional de materiales. Una adecuada utilización de los mismos tiene diversas ventajas, dentro de las cuales podemos citar como a las de mayor relevancia a: (i) mejor aprovechamiento de las capacidades de los materiales, (ii) elementos estructurales de menor tamaño, lo que genera una economía de espacio, (iii) menor costo económico y financiero del proyecto y (iv) menor impacto ambiental. En este sentido, una de las maneras más difundidas para el uso racional de materiales es, utilizar materiales con propiedades constitutivas que se adapten mejor a las características del proyecto en desarrollo. Sin embargo, cuando se está frente a la imposibilidad de cambiar de material o mejorar las propiedades existentes, es importante comenzar a utilizar otras metodologías que permitan un mejor aprovechamiento del mismo. Aquí surge naturalmente la necesidad de introducir cambios en la forma de los componentes estructurales que integran el proyecto ejecutivo. Para realizar una adecuada optimización de los componentes estructurales, es necesario previamente definir cual o cuales van a ser las características a optimizar y como van a ser medidas esas características durante el proceso de análisis. Por lo tanto, se propone aplicar el análisis de sensibilidad topológica para problemas termo-mecánicos para optimizar los componentes estructurales del motor.

Investigação de variantes gênicas de canais iônicos em pacientes com síndrome do QT longo

FUNDAMENTO: A síndrome do QT longo (SQTL) é uma síndrome arrítmica herdada com aumento do intervalo QT e risco de morte súbita. Mutações nos genes KCNQ1, KCNH2 e SCN5A respondem por 90% dos casos com genótipo determinado, e a genotipagem é informativa para aconselhamento genético e melhor manejo da doença. OBJETIVO: Investigação molecular e análise computacional de variantes gênicas de KCNQ1, KCNH2 e SCN5A associadas à SQTL em famílias portadoras da doença. MÉTODOS: As regiões codificantes dos genes KCNQ1, KCNH2 e SCN5A de pacientes com SQTL e familiares foram sequenciadas e analisadas utilizando o software Geneious ProTM. RESULTADOS: Foram investigadas duas famílias com critérios clínicos para SQTL. A probanda da Família A apresentava QTC = 562 ms, Escore de Schwartz = 5,5. A genotipagem identificou a mutação G1714A no gene KCNH2. Foi observado QTC = 521 ± 42 ms nos familiares portadores da mutação contra QTC = 391 ± 21 ms de não portadores. A probanda da Família B apresentava QTc = 551 ms, Escore de Schwartz = 5. A genotipagem identificou a mutação G1600T, no mesmo gene. A análise dos familiares revelou QTC = 497 ± 42 ms nos portadores da mutação, contra QTC = 404 ± 29 ms nos não portadores. CONCLUSÃO: Foram encontradas duas variantes gênicas previamente associadas à SQTL em duas famílias com diagnóstico clínico de SQTL. Em todos os familiares portadores das mutações foi observado o prolongamento do intervalo QT. Foi desenvolvida uma estratégia para identificação de variantes dos genes KCNQ1, KCNH2 e SCN5A, possibilitando o treinamento de pessoal técnico para futura aplicação na rotina diagnóstica.

Matemàtica i música amb ADN

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 2005. Estudi sobre l’ADN que té com a finalitat conèixer introductòriament l’utilització del càlcul matemàtic computacional en les investigacions sobre aquest. Els objectius de l’estudi són per una part, conèixer què és l'ADN i quins són els seus mecanismes de duplicació i de transmissió de la informació genètica, així com el paper d'altres molècules que intervenen en aquest procés ; també s’estudia quins han estat els processos de la cèl·lula que l'ésser humà ha estat capaç de copiar o imitar. A partir d’aquesta introducció, es vol conèixer què s'entén concretament per computació amb ADN i alguns dels problemes matemàtics que s'han resolt, així com algunes aplicacions de l'ADN en altres camps. La recerca ha permès arribar a diverses conclusions. Primerament que l'ADN és un excel·lent candidat per poder fer càlculs matemàtics. En segon lloc, tot i que en el present treball no se solucionen problemes computacionalment difícils es mostra la capacitat de les molècules d'ADN per resoldre problemes. En tercer lloc, l'interès mostrat per importants empreses dedicades a la informàtica fa més esperançador que en un futur hi pugui haver ordinadors que funcionin amb molècules d'ADN. Finalment, es demostra que les matemàtiques, la informàtica i la biologia són tres camps que estan interrelacionats. Per tal de trencar una mica amb la serietat del treball, s'acaba descrivint una manera de posar música a les cadenes d'ADN, i es mostren alguns resultats com són les músiques associades als 24 cromosomes humans, així com les corresponents a 29 proteïnes.

Two algorithms to find a power integral basis

"Vegeu el resum a l'inici del fitxer adjunt."

Estudi sobre equalització electrònica per a sistemes de comunicació per fibra òptica

Estudi realitzat a partir d’una estada a Bell Labs (Lucent Technologies), New Jersey (Estats Units), entre el 15 de setembre de 2005 i el 15 de gener de 2006. Els sistemes de transmissió per fibra òptica fonamenten les principals xarxes de comunicacions. A mesura que la demanda d’ample de banda per usuari creixi, seran necessaris nous sistemes que siguin capaços de cobrir les necessitats a curt i llarg termini. La tecnologia dels sistemes òptics limita fortament la complexitat dels sistemes de transmissió / recepció en comparació, per exemple, als sistemes d’ones de ràdio. La tendència és la de dissenyar sistemes avançats amb detecció directa i mirar d’aplicar tècniques bàsiques de processat del senyal. Una d’aquestes tècniques és l’equalització electrònica, és a dir, fer ús de les tècniques de processament del senyal per tal de compensar la distorsió introduïda pel canal, deguda per una o diverses degradacions típiques: dispersió cromàtica, efectes no lineals, dispersió del mode de polarització (PMD) ... Dins d’un entorn comercial d’empresa, s’ha avaluat el funcionament dels sistemes d’equalització FFE-DFE aixi com MLSE en presència de dispersió cromàtica i/o dispersió del mode de polarització (PMD) en transmissions NRZ/RZ.

Catalytic tuning of phosphinoethane ligand. An improved catalyst for hydrocarbon

Report for the scientific sojourn carried out at the Department of Chemistry University of North Texas (USA) from September until November 2006. It includes the performance of two computational chemistry studies: an experimental and computational study toward the intra- and intermolecular hydroarylation of isonitriles and the development of an improved catalyst for hydrocarbon functionalization.

Incorporació del català en agent conversacional animat per computador

Dins del marc del projecte europeu HERMES, al Centre de Visió per Computador de la Universitat Autònoma de Barcelona s'està desenvolupant un agent conversacional animat per ordinador el qual haurà de ser capaç d'interactuar amb l'usuari a través de diferents canals de forma simultània, o, el que és el mateix, parlar, gesticular, expressar emocions... Partint, doncs, d'un software capaç de fer que un model 3D d'un cap humà expressi emocions i parli en anglès, donat un arxiu d'àudio prèviament generat, en el treball que aquí es presenta es duu a terme la recerca d'una eina sintetitzadora de parla a partir de text que permeti fer això mateix en català. En aquest document s'explica el procés seguit per a trobar aquesta eina, la investigació realitzada sobre el funcionament d'ambdues per tal d'entendre-les i poder-hi treballar, així com, finalment, les modificacions realitzades per a fer que aquestes puguin interactuar i generar parla inteligible en català a partir de textos escrits en aquest idioma.

Microbial spoilage and quality of marinated dark, firm, dry meat

Estudi elaborat a partir d’una estada al Royal Veterinary and Agricultural University of Denmark entre els mesos de Març a Juny del 2006. S’ha investigat l’efecte dels envasats amb atmosferes modificades (MAP), així com la marinació amb vi tint, sobre l’evolució de la contaminació bacteriològica de carns fosques, dures i seques (DFD). Les carns DFD es troben a les canals d’animals que, abans del sacrifici, han estat exposades a activitats musculars prolongades o estrès. Les carns DFD impliquen importants pèrdues econòmiques degut a la contaminació bacteriològica i als problemes tecnològics relacionats amb la alta capacitat de retenció d’aigua. A més a més, és crític per la indústria investigar la diversitat de la contaminació bacteriana, identificar les espècies bacterianes i controlar-les. Però és difícil degut a la inhabilitat per detectar algunes bactèries en medis coneguts, les interaccions entre elles, la complexitat dels tipus de contaminació com són aigua, terra, femtes i l’ambient. La Polymerasa chain reaction- Denaturating Electrophoresis Gel (PCR-DGEE ) pot sobrepassar aquests problemes reflectint la diversitat microbial i les espècies bacterianes. Els resultants han indicat que la varietat bacteriana de la carn incrementava amb els dies d’envasat independentment del mètode d’envasat, però decreixia significativament amb el tractament de marinació amb vi tint. La DGEE ha mostrat diferències en les espècies trobades, indicant canvis en la contaminació bacteriana i les seves característiques en la carn DFD sota els diferents tractaments. Tot i que la marinació és una bona alternativa i solució a la comercialització de carn DFD , estudis de seqüenciació són necessaris per identificar les diferents tipus de bactèries.

Diseño y fabricación de una antena con diversidad en polarización para redes WIFI a 2,4 GHz

Existeixen diferents tecnologies de transmissió sense fils, però la més coneguda és la tecnologia WIFI (Wireless Fidelity) que opera a la banda dels 2,4 GHz a Europa. Aquest tipus de xarxes opera en entorns indoor, on el canal està sotmès a una aleatorietat i complexitat elevades degut a la presència d’una gran quantitat d’elements que poden fer que la senyal rebuda presenti variacions importants en les seves característiques (nivell de senyal, polarització...). Aquest fet motiva la necessitat de desenvolupar i implantar sistemes de comunicacions amb solucions per poder minimitzar els efectes provocats per l’entorn a la senyal. Per poder pal·liar aquestes variacions, en aquest projecte s’ha dissenyat i fabricat una antena formada per dos dipols disposats un ortogonal a l’altre de manera que existeixi diversitat en polarització. La freqüència de treball de la antena és de 2,4 GHz. Rebuda una senyal de RF, el circuit de commutació permetrà seleccionar el dipol pel qual es rep la senyal de RF amb una major potència.

MB-MDR: Model-Based Multifactor Dimensionality Reduction for detecting interactions in high-dimensional genomic data

L’anàlisi de l’efecte dels gens i els factors ambientals en el desenvolupament de malalties complexes és un gran repte estadístic i computacional. Entre les diverses metodologies de mineria de dades que s’han proposat per a l’anàlisi d’interaccions una de les més populars és el mètode Multifactor Dimensionality Reduction, MDR, (Ritchie i al. 2001). L’estratègia d’aquest mètode és reduir la dimensió multifactorial a u mitjançant l’agrupació dels diferents genotips en dos grups de risc: alt i baix. Tot i la seva utilitat demostrada, el mètode MDR té alguns inconvenients entre els quals l’agrupació excessiva de genotips pot fer que algunes interaccions importants no siguin detectades i que no permet ajustar per efectes principals ni per variables confusores. En aquest article il•lustrem les limitacions de l’estratègia MDR i d’altres aproximacions no paramètriques i demostrem la conveniència d’utilitzar metodologies parametriques per analitzar interaccions en estudis cas-control on es requereix l’ajust per variables confusores i per efectes principals. Proposem una nova metodologia, una versió paramètrica del mètode MDR, que anomenem Model-Based Multifactor Dimensionality Reduction (MB-MDR). La metodologia proposada té com a objectiu la identificació de genotips específics que estiguin associats a la malaltia i permet ajustar per efectes marginals i variables confusores. La nova metodologia s’il•lustra amb dades de l’Estudi Espanyol de Cancer de Bufeta.

The word problem distinguishes counter languages

Counter automata are more powerful versions of finite state automata where addition and subtraction operations are permitted on a set of n integer registers, called counters. We show that the word problem of Zn is accepted by a nondeterministic m-counter automaton if and only if m &= n.

Ràdio participativa amb difusió per Internet

Aquesta memòria reuneix una explicació del treball que s'ha dut a terme per a desenvolupar el projecte final de carrera. Aquest tracta d'implementar una ràdio musical que s'emet per Internet però amb la característica d'ésser una ràdio que decideixi la programació musical en funció de la seva audiència. Per a realitzar això es distingiran dos tipus d'usuaris: els oients i els gestors de la ràdio musical. El gestors de la ràdio tindran la responsabilitat d'alimentar de música la ràdio, etiquetar i classificar aquesta música perquè la ràdio estableixi criteris de similitud entre cançons. Els oients seran responsables d'opinar sobre les cançons que emet la ràdio, si els agrada o desagrada, per guiar la ràdio cap al gust musical del propi oient. La complexitat està en què no es tracta d'una ràdio musical amb un sol oient sinó que hi ha diferents oients i s'haurà de saber gestionar correctament els gustos dispersos dels oients. En el present document recullim tots els treballs realitzats, l'anàlisis formal del problema, l'explicació de la solució proposada i com hem realitzat aquesta solució.

Anàlisi del sistema operatiu RTLinux e implementació d'un entorn de desenvolupament de tasques en temps real (aplicat al control de processos)

El projecte "Anàlisi del sistema operatiu RTLinux i implementació d'un entorn de desenvolupament de tasques en temps real" analitza la possibilitat de crear un entorn de desenvolupament de tasques en temps real per poder crear sistemes de control complex, tot això mitjançant codi lliure. Inicialment es fa un aprenentatge sobre el concepte de temps real, després s'elegeix el sistema operatiu en temps real RTLinux per a crear l'entorn de desenvolupament utilitzant el llenguatge de programació Tcl/Tk. Es creen un conjunt d'aplicacions (pel control computacional) per estudiar la viabilitat de la construcció de l'entorn desitjat per facilitar la tasca de l'usuari final. Aquest projecte obre multitud de possibles camins a continuar: comunicació remota, implementació de planificadors, estudi de controladors, etc.