Entorn virtual d'agendes d'aprenentatge individualitzades

Les agendes d'aprenentatge han de servir als alumnes, com a eines de plani cació i seguiment de treball personal, en tant que hi poden trobar tota la informació necessària per al seguiment de totes les seves tasques. Així doncs, cal desenvolupar una nova eina, que faciliti aquesta tasca, donada la inexistència d'eines similars amb aquesta voluntat. S'ha desenvolupat una agenda d'aprenentatge mitjançant un calendari web on s'hi presenten totes les tasques d'una assignatura. Així l'alumne té consciència de tota la feina que ha de fer i li serveix com a guia educativa en un entorn de blended-learning.

Disseny d'un "museu virtual" per una sala d'exposicions mitjançant OpenGL

Aquest projecte tracta del disseny i implementació d’una aplicació gràfica que permeti visualitzar diferents exposicions de quadres que es realitzin a la sala d’exposicions de la Hemeroteca General de la UAB, gestionada pel col·lectiu “Cultura en Viu”. La utilitat ha sigut desenvolupada mitjançant la llibreria gràfica OpenGL i Microsoft Visual Studio. L’aplicació generada és també una eina de creació i manipulació d’exposicions al servei del usuari.

THE USE OF SIMULATIONS IN EVOLUTIONARY POPULATION GENETICS: APPLICATIONS ON HUMANS, OWLS AND VIRTUAL ORGANISMS

Summary (in English) Computer simulations provide a practical way to address scientific questions that would be otherwise intractable. In evolutionary biology, and in population genetics in particular, the investigation of evolutionary processes frequently involves the implementation of complex models, making simulations a particularly valuable tool in the area. In this thesis work, I explored three questions involving the geographical range expansion of populations, taking advantage of spatially explicit simulations coupled with approximate Bayesian computation. First, the neutral evolutionary history of the human spread around the world was investigated, leading to a surprisingly simple model: A straightforward diffusion process of migrations from east Africa throughout a world map with homogeneous landmasses replicated to very large extent the complex patterns observed in real human populations, suggesting a more continuous (as opposed to structured) view of the distribution of modern human genetic diversity, which may play a better role as a base model for further studies. Second, the postglacial evolution of the European barn owl, with the formation of a remarkable coat-color cline, was inspected with two rounds of simulations: (i) determine the demographic background history and (ii) test the probability of a phenotypic cline, like the one observed in the natural populations, to appear without natural selection. We verified that the modern barn owl population originated from a single Iberian refugium and that they formed their color cline, not due to neutral evolution, but with the necessary participation of selection. The third and last part of this thesis refers to a simulation-only study inspired by the barn owl case above. In this chapter, we showed that selection is, indeed, effective during range expansions and that it leaves a distinguished signature, which can then be used to detect and measure natural selection in range-expanding populations. Résumé (en français) Les simulations fournissent un moyen pratique pour répondre à des questions scientifiques qui seraient inabordable autrement. En génétique des populations, l'étude des processus évolutifs implique souvent la mise en oeuvre de modèles complexes, et les simulations sont un outil particulièrement précieux dans ce domaine. Dans cette thèse, j'ai exploré trois questions en utilisant des simulations spatialement explicites dans un cadre de calculs Bayésiens approximés (approximate Bayesian computation : ABC). Tout d'abord, l'histoire de la colonisation humaine mondiale et de l'évolution de parties neutres du génome a été étudiée grâce à un modèle étonnement simple. Un processus de diffusion des migrants de l'Afrique orientale à travers un monde avec des masses terrestres homogènes a reproduit, dans une très large mesure, les signatures génétiques complexes observées dans les populations humaines réelles. Un tel modèle continu (opposé à un modèle structuré en populations) pourrait être très utile comme modèle de base dans l'étude de génétique humaine à l'avenir. Deuxièmement, l'évolution postglaciaire d'un gradient de couleur chez l'Effraie des clocher (Tyto alba) Européenne, a été examiné avec deux séries de simulations pour : (i) déterminer l'histoire démographique de base et (ii) tester la probabilité qu'un gradient phénotypique, tel qu'observé dans les populations naturelles puisse apparaître sans sélection naturelle. Nous avons montré que la population actuelle des chouettes est sortie d'un unique refuge ibérique et que le gradient de couleur ne peux pas s'être formé de manière neutre (sans l'action de la sélection naturelle). La troisième partie de cette thèse se réfère à une étude par simulations inspirée par l'étude de l'Effraie. Dans ce dernier chapitre, nous avons montré que la sélection est, en effet, aussi efficace dans les cas d'expansion d'aire de distribution et qu'elle laisse une signature unique, qui peut être utilisée pour la détecter et estimer sa force.

Evolution of decision-making and learning under fluctuating social environments

The capacity to learn to associate sensory perceptions with appropriate motor actions underlies the success of many animal species, from insects to humans. The evolutionary significance of learning has long been a subject of interest for evolutionary biologists who emphasize the bene¬fit yielded by learning under changing environmental conditions, where it is required to flexibly switch from one behavior to another. However, two unsolved questions are particularly impor¬tant for improving our knowledge of the evolutionary advantages provided by learning, and are addressed in the present work. First, because it is possible to learn the wrong behavior when a task is too complex, the learning rules and their underlying psychological characteristics that generate truly adaptive behavior must be identified with greater precision, and must be linked to the specific ecological problems faced by each species. A framework for predicting behavior from the definition of a learning rule is developed here. Learning rules capture cognitive features such as the tendency to explore, or the ability to infer rewards associated to unchosen actions. It is shown that these features interact in a non-intuitive way to generate adaptive behavior in social interactions where individuals affect each other's fitness. Such behavioral predictions are used in an evolutionary model to demonstrate that, surprisingly, simple trial-and-error learn¬ing is not always outcompeted by more computationally demanding inference-based learning, when population members interact in pairwise social interactions. A second question in the evolution of learning is its link with and relative advantage compared to other simpler forms of phenotypic plasticity. After providing a conceptual clarification on the distinction between genetically determined vs. learned responses to environmental stimuli, a new factor in the evo¬lution of learning is proposed: environmental complexity. A simple mathematical model shows that a measure of environmental complexity, the number of possible stimuli in one's environ¬ment, is critical for the evolution of learning. In conclusion, this work opens roads for modeling interactions between evolving species and their environment in order to predict how natural se¬lection shapes animals' cognitive abilities. - La capacité d'apprendre à associer des sensations perceptives à des actions motrices appropriées est sous-jacente au succès évolutif de nombreuses espèces, depuis les insectes jusqu'aux êtres hu¬mains. L'importance évolutive de l'apprentissage est depuis longtemps un sujet d'intérêt pour les biologistes de l'évolution, et ces derniers mettent l'accent sur le bénéfice de l'apprentissage lorsque les conditions environnementales sont changeantes, car dans ce cas il est nécessaire de passer de manière flexible d'un comportement à l'autre. Cependant, deux questions non résolues sont importantes afin d'améliorer notre savoir quant aux avantages évolutifs procurés par l'apprentissage. Premièrement, puisqu'il est possible d'apprendre un comportement incorrect quand une tâche est trop complexe, les règles d'apprentissage qui permettent d'atteindre un com¬portement réellement adaptatif doivent être identifiées avec une plus grande précision, et doivent être mises en relation avec les problèmes écologiques spécifiques rencontrés par chaque espèce. Un cadre théorique ayant pour but de prédire le comportement à partir de la définition d'une règle d'apprentissage est développé ici. Il est démontré que les caractéristiques cognitives, telles que la tendance à explorer ou la capacité d'inférer les récompenses liées à des actions non ex¬périmentées, interagissent de manière non-intuitive dans les interactions sociales pour produire des comportements adaptatifs. Ces prédictions comportementales sont utilisées dans un modèle évolutif afin de démontrer que, de manière surprenante, l'apprentissage simple par essai-et-erreur n'est pas toujours battu par l'apprentissage basé sur l'inférence qui est pourtant plus exigeant en puissance de calcul, lorsque les membres d'une population interagissent socialement par pair. Une deuxième question quant à l'évolution de l'apprentissage concerne son lien et son avantage relatif vis-à-vis d'autres formes plus simples de plasticité phénotypique. Après avoir clarifié la distinction entre réponses aux stimuli génétiquement déterminées ou apprises, un nouveau fac¬teur favorisant l'évolution de l'apprentissage est proposé : la complexité environnementale. Un modèle mathématique permet de montrer qu'une mesure de la complexité environnementale - le nombre de stimuli rencontrés dans l'environnement - a un rôle fondamental pour l'évolution de l'apprentissage. En conclusion, ce travail ouvre de nombreuses perspectives quant à la mo¬délisation des interactions entre les espèces en évolution et leur environnement, dans le but de comprendre comment la sélection naturelle façonne les capacités cognitives des animaux.

CINE-SYS: aplicación web para una comunidad virtual de cine

Este proyecto es la realización de una aplicación web para una comunidad virtual de cine, cuyo objetivo es crear un punto de encuentro entre todos los usuarios que visiten la web.

Are virtual planning and guided surgery for head and neck reconstruction economically viable?

PURPOSE: Virtual planning and guided surgery with or without prebent or milled plates are becoming more and more common for mandibular reconstruction with fibular free flaps (FFFs). Although this excellent surgical option is being used more widely, the question of the additional cost of planning and cutting-guide production has to be discussed. In capped payment systems such additional costs have to be offset by other savings if there are no special provisions for extra funding. Our study was designed to determine whether using virtual planning and guided surgery resulted in time saved during surgery and whether this time gain resulted in self-funding of such planning through the time saved. MATERIALS AND METHODS: All consecutive cases of FFF surgery were evaluated during a 2-year period. Institutional data were used to determine the price of 1 minute of operative time. The time for fibula molding, plate adaptation, and insetting was recorded. RESULTS: During the defined period, we performed 20 mandibular reconstructions using FFFs, 9 with virtual planning and guided surgery and 11 freehand cases. One minute of operative time was calculated to cost US $47.50. Multiplying this number by the time saved, we found that the additional cost of virtual planning was reduced from US $5,098 to US $1,231.50 with a prebent plate and from US $6,980 to US $3,113.50 for a milled plate. CONCLUSIONS: Even in capped health care systems, virtual planning and guided surgery including prebent or milled plates are financially viable.

Entorn virtual d'aprenentatge per una escola de secundària

Implementarem un Entorn Virtual d’Aprenentatge (EVA) per a l'escola Arrels-Blanquerna de Badalona. Instal·larem un Moodle perquè els alumnes puguin reforçar els aprenentatges adquirits a les classes i realitzar activitats proporcionades pel docent. Farem servir les eines que proporciona GoogleApps per l’elaboració i modificació dels diferents documents que es facin servir, i per la comunicació a través de correu electrònic. Per últim, construirem una pàgina web amb el programari Joomla! que serà útil per penjar noticies relacionades amb el projecte eduCAT1x1 i com a punt d’enllaç amb les diferents plataformes.

Entorns col•laboratius virtuals asíncrons basats en Web i enfocats en la gestió del coneixement = Web-based Asynchronous Collaborative Environments Focused on Knowledge Management

Report for the scientific sojourn at the University of California at Berkeley, USA, from september 2007 until july 2008. Communities of Learning Practice is an innovative paradigm focused on providing appropriate technological support to both formal and especially informal learning groups who are chiefly formed by non-technical people and who lack of the necessary resources to acquire such systems. Typically, students who are often separated by geography and/or time have the need to meet each other after classes in small study groups to carry out specific learning activities assigned during the formal learning process. However, the lack of suitable and available groupware applications makes it difficult for these groups of learners to collaborate and achieve their specific learning goals. In addition, the lack of democratic decision-making mechanisms is a main handicap to substitute the central authority of knowledge presented in formal learning.

Performance on a Virtual Reality Angled Laparoscope Task Correlates with Spatial Ability of Trainees

The aim of the present study was to investigate whether trainees' performance on a virtual reality angled laparoscope navigation task correlates with scores obtained on a validated conventional test of spatial ability. 56 participants of a surgery workshop performed an angled laparoscope navigation task on the Xitact LS 500 virtual reality Simulator. Performance parameters were correlated with the score of a validated paper-and-pencil test of spatial ability. Performance at the conventional spatial ability test significantly correlated with performance at the virtual reality task for overall task score (p < 0.001), task completion time (p < 0.001) and economy of movement (p = 0.035), not for endoscope travel speed (p = 0.947). In conclusion, trainees' performance in a standardized virtual reality camera navigation task correlates with their innate spatial ability. This VR session holds potential to serve as an assessment tool for trainees.

Tratamiento psicológico del dolor através de entornos de realidad virtual

Proyecto de investigación de una estancia en el Università degli Studi de Padova, Italia, durante noviembre del 2007. El objetivo principal ha sido desarrollar entornos de realidad virtual para el tratamiento del dolor agudo mejorando las propiedades gráficas de los mundos virtuales. La participación en las diferentes líneas de Investigación en el laboratorio de tecnología humana ha permitido la aplicación de nuevas tecnologías en el estudio del dolor.

Physically based walking simulation

Hem realitzat l’estudi de moviments humans i hem buscat la forma de poder crear aquests moviments en temps real sobre entorns digitals de forma que la feina que han de dur a terme els artistes i animadors sigui reduïda. Hem fet un estudi de les diferents tècniques d’animació de personatges que podem trobar actualment en l’industria de l’entreteniment així com les principals línies de recerca, estudiant detingudament la tècnica més utilitzada, la captura de moviments. La captura de moviments permet enregistrar els moviments d’una persona mitjançant sensors òptics, sensors magnètics i vídeo càmeres. Aquesta informació és emmagatzemada en arxius que després podran ser reproduïts per un personatge en temps real en una aplicació digital. Tot moviment enregistrat ha d’estar associat a un personatge, aquest és el procés de rigging, un dels punts que hem treballat ha estat la creació d’un sistema d’associació de l’esquelet amb la malla del personatge de forma semi-automàtica, reduint la feina de l’animador per a realitzar aquest procés. En les aplicacions en temps real com la realitat virtual, cada cop més s’està simulant l’entorn en el que viuen els personatges mitjançant les lleis de Newton, de forma que tot canvi en el moviment d’un cos ve donat per l’aplicació d’una força sobre aquest. La captura de moviments no escala bé amb aquests entorns degut a que no és capaç de crear noves animacions realistes a partir de l’enregistrada que depenguin de l’interacció amb l’entorn. L’objectiu final del nostre treball ha estat realitzar la creació d’animacions a partir de forces tal i com ho fem en la realitat en temps real. Per a això hem introduït un model muscular i un sistema de balanç sobre el personatge de forma que aquest pugui respondre a les interaccions amb l’entorn simulat mitjançant les lleis de Newton de manera realista.

Conceptual models for designing information systems supporting the strategic analysis of technology environments

1 6 STRUCTURE OF THIS THESIS -Chapter I presents the motivations of this dissertation by illustrating two gaps in the current body of knowledge that are worth filling, describes the research problem addressed by this thesis and presents the research methodology used to achieve this goal. -Chapter 2 shows a review of the existing literature showing that environment analysis is a vital strategic task, that it shall be supported by adapted information systems, and that there is thus a need for developing a conceptual model of the environment that provides a reference framework for better integrating the various existing methods and a more formal definition of the various aspect to support the development of suitable tools. -Chapter 3 proposes a conceptual model that specifies the various enviromnental aspects that are relevant for strategic decision making, how they relate to each other, and ,defines them in a more formal way that is more suited for information systems development. -Chapter 4 is dedicated to the evaluation of the proposed model on the basis of its application to a concrete environment to evaluate its suitability to describe the current conditions and potential evolution of a real environment and get an idea of its usefulness. -Chapter 5 goes a step further by assembling a toolbox describing a set of methods that can be used to analyze the various environmental aspects put forward by the model and by providing more detailed specifications for a number of them to show how our model can be used to facilitate their implementation as software tools. -Chapter 6 describes a prototype of a strategic decision support tool that allow the analysis of some of the aspects of the environment that are not well supported by existing tools and namely to analyze the relationship between multiple actors and issues. The usefulness of this prototype is evaluated on the basis of its application to a concrete environment. -Chapter 7 finally concludes this thesis by making a summary of its various contributions and by proposing further interesting research directions.

Llegint el llibre de la vida: una proposta de Museu Virtual Interactiu sobre l'ADN

Es descriu el procés de creació d'un Museu Virtual sobre la genètica i l'ADN, i una primera evaluació del projecte.