Efficient knowledge retrieval to calibrate input variables in forest fire prediction

Forest fires are a serious threat to humans and nature from an ecological, social and economic point of view. Predicting their behaviour by simulation still delivers unreliable results and remains a challenging task. Latest approaches try to calibrate input variables, often tainted with imprecision, using optimisation techniques like Genetic Algorithms. To converge faster towards fitter solutions, the GA is guided with knowledge obtained from historical or synthetical fires. We developed a robust and efficient knowledge storage and retrieval method. Nearest neighbour search is applied to find the fire configuration from knowledge base most similar to the current configuration. Therefore, a distance measure was elaborated and implemented in several ways. Experiments show the performance of the different implementations regarding occupied storage and retrieval time with overly satisfactory results.

Applying RADIC in Open MPI: the methodology used to implement RADIC over a Message Passing Library

Fault tolerance has become a major issue for computer and software engineers because the occurrence of faults increases the cost of using a parallel computer. RADIC is the fault tolerance architecture for message passing systems which is transparent, decentralized, flexible and scalable. This master thesis presents the methodology used to implement the RADIC architecture over Open MPI, a well-know large-used message passing library. This implementation kept the RADIC architecture characteristics. In order to validate the implementation we have executed a synthetic ping program, besides, to evaluate the implementation performance we have used the NAS Parallel Benchmarks. The results prove that the RADIC architecture performance depends on the communication pattern of the parallel application which is running. Furthermore, our implementation proves that the RADIC architecture could be implemented over an existent message passing library.

Discordances between phylogenetic and morphological patterns in alpine leaf beetles attest to an intricate biogeographic history of lineages in postglacial Europe.

Pleistocene glacial and interglacial periods have moulded the evolutionary history of European cold-adapted organisms. The role of the different mountain massifs has, however, not been accurately investigated in the case of high-altitude insect species. Here, we focus on three closely related species of non-flying leaf beetles of the genus Oreina (Coleoptera, Chrysomelidae), which are often found in sympatry within the mountain ranges of Europe. After showing that the species concept as currently applied does not match barcoding results, we show, based on more than 700 sequences from one nuclear and three mitochondrial genes, the role of biogeography in shaping the phylogenetic hypothesis. Dating the phylogeny using an insect molecular clock, we show that the earliest lineages diverged more than 1 Mya and that the main shift in diversification rate occurred between 0.36 and 0.18 Mya. By using a probabilistic approach on the parsimony-based dispersal/vicariance framework (MP-DIVA) as well as a direct likelihood method of state change optimization, we show that the Alps acted as a cross-roads with multiple events of dispersal to and reinvasion from neighbouring mountains. However, the relative importance of vicariance vs. dispersal events on the process of rapid diversification remains difficult to evaluate because of a bias towards overestimation of vicariance in the DIVA algorithm. Parallels are drawn with recent studies of cold-adapted species, although our study reveals novel patterns in diversity and genetic links between European mountains, and highlights the importance of neglected regions, such as the Jura and the Balkanic range.

Detector de contorns basat en el domini transformat

RESUM En aquest document es presenta un detector de contorns d’imatges basat en el domini transformat. A partir de la interpretació de la transformada de Fourier de la imatge i la seva formulació matricial en termes dels diferents modes, es realitza una selecció de les components passa baixes a partir de les quals es reconstrueix la component de baixa freqüència que es resta de la imatge original per tal d’obtenir el detector. Aquest detector de contorns no és esbiaixat. L’algorisme pot ser aplicat utilitzant diferents mides del bloc de processament, que pot anar de la imatge sencera a blocs de reduïdes dimensions: 36X36, 16x16 o 8x8, per fer un seguiment de les propietats locals de la imatge quan aquesta és presenta característiques espacials poc uniformes.

Métodes d'aprenentatge per reforç basats en la política i la seva aplicació a la robótica

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Robot Locomotion Group del Massachusetts Institute of Technology, Estats Units, entre març i agost del 2006. Es descriu la feina portada a terme en el camp de l'aprenentatge per reforç (RL), una metodologia molt utilitzada en aprenentatge artificial. En RL, un agent intenta maximitzar un valor escalar (càstig o premi) obtingut com a resultat de la seva interacció amb l'entorn. L'objectiu d'un sistema basat en RL és el de trobar una política d'actuació òptima que relaciona l'estat de l'entorn amb una acció determinada que maximitzi la suma de reforços futurs. El principal avantatge és que no utilitza cap base de dades conegudes, així que l'agent no rep informació sobre quina decisió triar, com succeeix en molts tipus d'aprenentatge, sinó que ha de triar per descobrir aquelles accions que tenen un valor més alt, sent molt adient en robòtica aplicada. Els principals desavantatges són uns temps de convergència sovint elevats i la manca de generalització quan tractem variables contínues. Principalment, el treball s’ha centrat en l'estudi de noves i més complexes metodologies basades en RL que combinessin dos tipus d'algorismes: els basats en funcions de valor i els representats únicament per una política d'actuació. Posteriorment s'analitzà la seva aplicabilitat en aplicacions robòtiques reals. En tots els estudis i les simulacions s’ha utilitzat un braç robòtic dissenyat i contruït al laboratori. El tipus de robot, anomenat Acrobot, és un banc de proves molt utilitzat en els camps de teoria de control i aprenentatge.

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.

La devoció als sants eremites i la seva instrumentalització. Traducció en les arts plàstics del gòtic a Catalunya

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Centre d’Études Supérieures de Civilisation Médiévale de Poitiers, França, entre març i maig de 2007. La recerca s’enmarca en el desenvolupament la tesi “La devoció als sants eremites i la seva instrumentalització. Traducció en les arts plàstiques del gòtic a Catalunya”. S’ha investigat en tres línies. Primerament, sobre l’eremitisme i la santedat eremítica, la recerca es va centrar en consultar aquelles obres dedicades a l’eremitisme o a l’hagiografia. En segon i tercer lloc, sobre el culte als sants eremites i les representacions plàstiques gòtiques catalanes d’aquests, la recerca es va centrar especialment en sant Antoni Abat, per ser el sant eremita que gaudí de més culte durant la baixa Edat Mitjana a Catalunya. No obstant això, no s’han deixat de banda l’estudi d’altres sants eremites -com poden ser Maria Magdalena, Amador, Gil- per tal de poder establir possibles paral•lels i comparacions.

Plataforma per a la simulació de xarxes de sensors

Aquest projecte descriu una plataforma de simulació per a xarxes de sensors des de la perspectiva dels sistemes multi-agents. La plataforma s'ha dissenyat per facilitar la simulació de diferents aplicacions concretes de xarxes de sensors. A més, s'ha entregat com a artefacte del projecte IEA (Institucions Electròniques Autònomes, TIN2006-15662-C02-0) de l'IIIACSIC. Dins l'entorn de l'IEA, aquesta és l'eina que aporta les capacitats de simulació per donar suport al disseny d'algorismes adaptatius per a xarxes de sensors.

Ultra deep blue: the ultimate chess player

Projecte d'adaptació del programa GNU Chess al sistema de grid computing 'Condor'. I amb això, es planteja un estudi sobre els algorismes de cerca i la seva aplicació en entorns distribuïts. Una sèrie de proves sobre unes mostres de una partida d'escacs contra el propi GNU Chess ens ajuden a posar de relleu els avantatges i inconvenients de cada un dels algorismes proposats.

Creación de una radio musical participativa con difusión online y FM

Este proyecto propone crear un sistema inteligente y autónomo de emisión conjunta por Internet y FM. A través de una interfaz Web cómoda y sencilla, el oyente podrá interactuar con la emisora e influir en la emisión, exponiendo sus preferencias. El sistema tomará de forma autónoma y dinámica las decisiones pertinentes que garantizarán que la emisión cumple las preferencias definidas.

Sistema esteganogràfic per imatges JPEG2000

En este proyecto se implementan tres algoritmos esteganográficos diferentes usando JPEG2000 como portador del mensaje, se calcula el rendimiento de cada uno de ellos y se comparan usando una gráfica. El objetivo es visualizar para unos casos específicos que el algoritmo basado en el producto de dos códigos lineales perfectos tiene mejor rendimiento que el obtenido con algoritmos como el F5 y el LSB.

Kernels semàntics per a clustering de patrons

Memòria elaborada a partir d’una estada al projecte Proteus de la New York University entre abril i juny del 2007. Les tècniques de clustering poden ajudar a reduir la supervisió en processos d’obtenció de patrons per a Extracció d’Informació. Tanmateix, és necessari disposar d’algorismes adequats a documents, i aquests algorismes requereixen mesures adequades de similitud entre patrons. Els kernels poden oferir una solució a aquests problemes, però l’aprenentatge no supervisat requereix d’estrat`egies m´es astutes que l’aprenentatge supervisat per a incorporar major quantitat d’informació. En aquesta memòria, fruit de la meva estada de mes d’Abril al de Juny de 2007 al projecte. Proteus de la New York University, es proposen i avaluen diversos kernels sobre patrons. Ini- cialment s’estudien kernels amb una família de patrons restringits, i a continuació s’apliquen kernels ja usats en tasques supervisades d’Extracció d’Informació. Degut a la degradació del rendiment que experimenta el clustering a l’afegir informació irrellevant, els kernels se simpli- fiquen i es busquen estratègies per a incorporar-hi semàntica de forma selectiva. Finalment, s’estudia quin efecte té aplicar clustering sobre el coneixement semàntic com a pas previ al clustering de patrons. Les diverses estratègies s’avaluen en tasques de clustering de documents i patrons usant dades reals.

Implicacions del factor tissular en l'activació plaquetària: mecanismes d'acció

La formació de trombus està mediada per dos sistemes paral•lels: el sistema de la coagulació i agregació plaquetària. El prinicipal inciador de la cascada de la coagulació in vivo és el factor tissular (FT). La hipòtesi del present treball és que el FT és capaç d’induir agregació i activació plaquetària independentment del seu paper en la coagulació. Mitjançant estudis d’agregació hem vist que el FT indueix activació i agregació plaquetària. A més també hem pogut veure que en un sistema que simula el flux sanguini, les plaquetes són capaces d’adherir-se a una superfície coberta per FT, de manera similar al que s’espera en una placa ateroscleròtica trencada. Hem trobat que el FT indueix activació plaquetària per vies de senyalització que involucren la PKC, PI3K, tirosin quinases i Ser/Tre fosfatases. Per últim hem generat una línia cel•lular que expressa FT a la membrana. Aquesta línia cel•lular permetrà futurs estudis de la funció del FT en la seva forma nativa, és a dir, com a proteïna transmembrana enlloc de proteïna soluble purificada. En resum, aquests estudis han permès veure com el FT és capaç d’activar directament les plaquetes i induir la seva agregació jugant així un doble paper en els mecanismes de trombosi i hemostàsia.

La revolución energética cubana en la UCLV: ¿un paso en el camino hacia la sostenibilidad?. Parte I: Análisis de los impactos ambientales

La Revolución Energética Cubana (REC) surge de las necesidades de resolver la situación social y económica de Cuba, sumergida en una crisis energética con constantes apagones que limitaban por completo todo desarrollo del país. La REC (2006) se basa en los principios de la autosuficiencia energética, el ahorro y uso racional de la energía, y el incremento de la eficiencia en todos los aspectos. En el presente trabajo se realiza el análisis de la sostenibilidad socio-ambiental de la REC en la Universidad Central Marta Abreu de Las Villas (UCLV), ubicada en Santa Clara (Cuba). La valoración se ha efectuado mediante el análisis de los impactos ambientales y sociales en dos estudios paralelos que se complementan aplicando la técnica de conmensurabilidad débil. El conjunto de los programas de la REC han propiciado mejoras en el suministro eléctrico y en el ahorro energético, disminuyendo en un 44% las emisiones de CO2, a pesar del incremento en la actividad docente y en la flota de equipos. Las medidas adoptadas han incidido en la calidad de la docencia, las condiciones de vida, la concienciación y la participación de la población, dando lugar a un impacto social positivo. De esta manera, el balance global de la REC es positivo ya que ha permitido el desarrollo de la UCLV sin incrementar los impactos ambientales, por lo que se puede considerar un paso en el camino hacia la sostenibilidad socio-ambiental.

La revolución energética cubana en la UCLV: ¿un paso en el camino hacia la sostenibilidad?. Parte II: Análisis de los impactos sociales

La Revolución Energética Cubana (REC) surge de las necesidades de resolver la situación social y económica de Cuba, sumergida en una crisis energética con constantes apagones que limitaban por completo el desarrollo del país. La REC (2006) es un conjunto de medidas basadas en los principios de la autosuficiencia energética, el ahorro y uso racional de la energía, y el incremento de la eficiencia en todos los aspectos. En el presente trabajo se realiza el análisis de la sostenibilidad socio-ambiental de la REC en la Universidad Central Marta Abreu de las Villas (UCLV), ubicada en Santa Clara (Cuba). La valoración se ha efectuado mediante el análisis de los impactos ambientales y sociales en dos estudios paralelos que se complementan aplicando la técnica de conmensurabilidad débil. El conjunto de los programas de la REC han propiciado mejoras en el suministro eléctrico y en el ahorro energético, disminuyendo en un 30% las emisiones de CO2, a pesar del incremento en la actividad docente y en la flota de equipos, en la universidad. Las medidas adoptadas han incidido en la calidad de la docencia, las condiciones de vida, la concienciación y la participación de la población, dando lugar a un impacto social positivo. De esta manera, el balance global de la REC se califica de positivo ya que ha permitido el desarrollo de la UCLV sin incrementar los impactos ambientales, por lo que se puede considerar un paso en el camino hacia la sostenibilidad socio-ambiental.