En el presente proyecto se diseñó un modelo de procesamiento paralelo masivo sobre arquitecturas heterogéneas para acelerar y facilitar el tratamiento de k-mers en los procesos relacionados a la construcción de grafos en el ensamble genómico de-novo. El modelo incluye 3 principales aportes: una nueva estructura de datos denominadas CISK para representar de forma indexada y compacta los super k-mers y sus minimizer de una lectura y dos patrones de paralelización masiva, uno para obtener los m-mers canónicos de un conjunto de lecturas y otro para realizar la búsqueda de super k-mers basados en semillas tipo minimizer. Durante el proyecto se realizaron 4 procesos de evaluación: - una evaluación preliminar que permitió determinar que el proceso de ensamblaje de-novo es la etapa más compleja y con mayores requerimientos computacionales de un flujo de trabajo típico de lecturas genómicas y trancriptómicas, - una segunda evaluación que evidenció que las tareas asociados al tratamiento de k-mers son procesos que representan cuellos de botella debido a su alta exigencia de memoria, - una tercera evaluación que proyectó a las técnicas de particionamiento en disco basadas en super k-mers por semillas tipo minimizer como candidatas a potencializarlas mediante computación paralela masiva sobre plataformas heterogéneas, - y por último una evaluación al modelo propuesto que mostró sus ventajas obteniendo un speed-up hasta de 6.69x sobre procesos similares en herramientas contadoras de k-mers muy reconocidas que realizan paralelización en CPU. El código de la implementación del modelo se encuentra disponible en el repositorio https://github.com/BioinfUD/K-mersCL. Esta implementación consta de un código host y dos kernels en OpenCL, uno para minimizer canónicos y otro para signature.

En el presente documento se expone una estrategia para disminuir el fracaso que existe en el proceso de apropiación del conocimiento para soportar la toma de decisiones en organizaciones de producción de bienes y servicios.  Se evidencia la falta de hacer efectivo el conocimiento para obrar y tomar decisiones, es decir no se potencia el uso del conocimiento por deficiencia en el sistema logístico requerido para su apropiación. Se busca mostrar un camino para hacer que las organizaciones se provean de inteligencia por lo que se propone la utilización de un sistema de aprendizaje organizacional, basado en el diseño de un operador de integración logística de conocimiento construido a partir de la unión sinérgica de sistemas de gestión de conocimiento y de sistemas de soporte a la decisión.

A nivel mundial la regulación para la prestación del servicio de acueducto está basada en costos del servicio por parte de la empresa (sobre todo en la demanda futura), los cuales son indicadores para calcular insumos y costos de producción del bien y del servicio. La eficiencia, suficiencia financiera y presupuestal depende en gran medida de la exactitud de las mediciones y proyecciones determinadas para un entorno de mercado. La suficiencia financiera se centra en proyecciones de costos y tasas de descuento que remuneren las inversiones. Para responder a estas exigencias y a las distorsiones socioeconómicas regionales dentro de un proyecto de investigación científica, se propuso la creación de un modelo para regular el sector de agua potable en escenarios de equilibrio inestable que considerara criterios de solidaridad y orientara la priorización de inversiones eco-ambientales, para ello se plantearon dos (2) posibles herramientas de pronóstico entre el periodo 2006 – 2040 para la ciudad de Bogotá como modelo: la primera (1), redes neuronales y la segunda (2), series de tiempo, de las cuáles solo la segunda generó resultados validables encontrando que: los estratos 1 y 2 muestran incrementos en la demanda, mientras que los estratos 3, 4, 5, 6 y el sector comercial tienden a decrecer en su consumo.

El presente documento expone el desarrollo de un algoritmo orientado a esquemas de robótica asistencial trabajando en ambientes multiherramientas. Esto se refiere a un robot de tipo antropomórfico que se desenvuelve en un área de trabajo compartida por una persona, a quien asistirá en tareas como entrega de herramientas. Para ello el robot debe identificar qué herramienta desea tomar dentro de un grupo de herramientas, lo que corresponde a una labor de reconocimiento de patrones. Cada herramienta presenta características particulares que deben ser aprendidas mediante un algoritmo de reconocimiento. En este trabajo se expone una dificultad en dicho reconocimiento aún no abordada en trabajos similares y que surgió de los desarrollos propios de robótica asistencial realizados previamente. Al buscar reconocer una herramienta dentro de un grupo, el sistema de reconocimiento de patrones debe aprender las características que exhibe cada herramienta. Típicamente esta tarea se realiza mediante la captura de la imagen del grupo de herramientas por medio de una cámara, desde una posición dada, aprendiendo herramienta por herramienta. Una vez reconocida y ubicada espacialmente la herramienta, se emplean algoritmos de planeación de trayectorias, que por medio de la cinemática del robot, permiten el desplazamiento de su efector final hasta la herramienta, pero si se presenta el caso que en el área de trabajo un usuario interrumpe dicha trayectoria, el robot debe buscar una solución. En la actualidad el camino ha sido detener el robot y esperar a que termine la interrupción, al buscar mejorar esta solución, donde el robot sea capaz de generar la evasión de lo que le obstruye, se debe buscar una nueva trayectoria, desde el nuevo punto en que se halla (robot desplazado) hasta la herramienta. Es aquí donde se presenta el problema de reconocimiento, desde la nueva posición se debe capturar la información de la herramienta para generar el nuevo desplazamiento, donde al cambiar el punto de captura, por cercanía o lejanía, la herramienta presenta más o menos características, lo que varía el grado de reconocimiento desde el punto de aprendizaje inicial, dificultando el reconocimiento y confundiendo las herramientas presentes en la escena. Esta tarea desde puntos estáticos se ha trabajado ampliamente, pero desde esta perspectiva dinámica no presenta aún soluciones, que se hacen necesarias para mejorar la interacción hombre máquina, tal cual como lo hace un ser humano, que cambia la trayectoria a su destino cuando un obstáculo se detecta.

Esta tesis doctoral estudia el problema de toma de decisiones conocido como programación de tareas (scheduling) en sistemas de servicios, el cual tiene un alcance de nivel operativo, donde las decisiones se deben tomar en un corto plazo y por tanto es necesario contar con métodos que permitan entender como un analista humano podría abordarlo. Esta situación empieza al momento de identificar un problema de programación de tareas, después debe definir una medida de desempeño y posteriormente seleccionar una técnica para resolverlo. Además, dada la complejidad propia de este problema, al ser de orden combinatorio, se suma la complejidad de los sistemas de servicios por características como la intangilidad, heterogeneidad, coproducción y variabilidad, que hace difícil su clasificación y por tanto la identificación de sus problemas. Por otro lado, es usual encontrar que en este proceso no se utilizan herramientas informáticas, ni profesionales relacionados en esta labor, así como el conocimiento acerca de esta función no es sistematizado, por tanto, no se tiene una adecuada gestión del conocimiento de esta función operativa. Para dar una aproximación a este problema, se propone un sistema experto híbrido compuesto por dos subsistemas. El primer subsistema determina el tipo de sistema de servicio y sus principales características de acuerdo con un sector (primario, manufactura, o servicio), a una sección y a una división del CIIU (Código de Clasificación Industrial Internacional Uniforme). El segundo subsistema toma como información de entrada la salida del primero y un conjunto de variables definidas para determinar el tipo de problema de programación de tareas, la medida de desempeño y la técnica de solución recomendada, a través de tres sistemas basados en reglas ejecutados en cascada.

Descripción física : 6 páginas sin numerar, 1 hoja plegable : fotografías en blanco y negro ; 22 x 22 cm

En el análisis de imágenes digitales, una estrategia utilizada para abordar las propiedades espaciales y topológicas es definir objetos de imagen, como se les conoce en la comunidad de percepción remota, que agrupen píxeles como elementos más gruesos del espacio geométrico o superpíxeles. Este proceso se conoce como segmentación de imágenes. En este proceso es común agrupar píxeles cercanos usando grafos (a, b)-conectados como definiciones de vecindad. Tal enfoque, sin embargo, no puede cumplir algunos axiomas topológicos necesarios para asegurar una representación correcta de las relaciones de conexión. Los límites de superpíxeles pueden presentar ambigüedades debido a que los contornos unidimensionales están representados por píxeles, los cuales son bidimensionales. La complejidad inherente de los algoritmos de segmentación, además del gran volumen de datos típico de las imágenes de alta resolución, hacen que se requieran considerables recursos informáticos. Como resultado de lo anterior, los algoritmos geométricos tradicionalmente utilizados para la segmentación de imágenes funcionan con base en entidades bidimensionales (es decir, no hay entidades de 0 o 1 dimensiones para construir los límites) y, por lo tanto, toman decisiones con base en relaciones topológicas representadas ambiguamente. Esta investigación logró diseñar conceptualmente e implementar computacionalmente un método alternativo para la segmentación de imágenes multiespectrales basado en los espacios axiomáticos localmente finitos (ALFS, por su sigla en inglés) proporcionados por los complejos cartesianos, y el cual toma en cuenta las propiedades topológicas y geométricas. Este modelo de representación alternativa proporciona un espacio geométrico que cumple con la topología digital T0 libre de ambigüedades topológicas, sobre el cual se construye una nueva forma de segmentar datos de imágenes. El modelo propuesto se desarrolla e implementa de tal manera que el subconjunto requerido de características geométricas se transforman en estructuras combinatorias las cuales codifican las características topológicas y geométricas presentes en los semiespacios combinatorios usando su matroide orientado asociado. El enfoque propuesto utiliza una arquitectura por capas la cual va desde un nivel físico, pasando luego por un nivel lógico de abstracción geoespacial y luego a través del nivel lógico complejo cartesiano. Además, existe una capa de matroides orientados compuesta por elementos conceptuales en términos de combinatoria que codifican características relevantes para la segmentación de imágenes multiespectrales. Primero, se lleva a cabo una tarea de detección de bordes usando un análisis de textura y cálculo de gradiente orientado multi-escala, luego un análisis de afinidad espectral que incluye la aplicación de filtros derivativos orientados para obtener finalmente un mapa de probabilidad de límite usando un espacio complejo cartesiano en lugar de la representación de imagen convencional basada en píxeles. De esta manera, se construye un marco computacional mediante el cual es posible la representación de una imagen digital multiespectral de una manera que explícitamente toma en cuenta las propiedades topológicas para una mejor segmentación de imágenes. La evaluación de exactitud de los límites producidos por el enfoque propuesto se llevó a cabo a través de dos estratégias de validación: (1) generalización de escala de los segmentos para llevarlos a la escala de la verdad de terreno de segmentación disponible y (2) comparación entre los resultados obtenidos a partir del enfoque propuesto y a partir de superpixeles convencionales. Los resultados muestran que, aparte de la representación de píxeles convencional, es posible segmentar una imagen con base en un espacio digital topológicamente correcto, al mismo tiempo que se aprovechan las características combinatorias de sus matroides orientados asociados. Si bien es cierto que la precisión producida a partir de complejos cartesianos aún no supera la obtenida a partir del enfoque convencional basado en píxeles, el enfoque propuesto por esta investigación logra una mejor cobertura y precisión promedio. Esto permite afirmar que el modelo propuesto e implementado como parte de la investigación aquí presentada constituye una alternativa confiable para la segmentación de imágenes multiespectrales. Se pudo confirmar que el uso de los espacios axiomáticos localmente finitos y sus matroides asociados permite una segmentación topológico-geométrica de la imagen.

This research explored an alternative solution to the problem of satellite attitude control using a control method that makes robust the control maneuvers and that can handle system dynamics uncertainties. The novel L1 norm adaptive control method was chosen, and respective techniques were explored implemented and modified to solve the satellite attitude control problem SACP

La integración de recursos energéticos distribuidos (DER, por sus siglas en inglés) en redes de distribución presenta una dispersión con una baja apropiación de estos en la gestión de los recursos energéticos por parte del operador de red (OR) (Niknam, Ranjbar y Shirani, 2005; Bouffard y Kirschen, 2008; Levin y Thomas, 2016. De igual forma, se observa un desarrollo incipiente de los mecanismos de integración de DER, los cuales básicamente están centrados en soluciones en lo concerniente a la autogeneración y, generalmente, están ligados a proyectos aislados, caracterizados por baja sostenibilidad y por ofertar ocasionalmente algunos servicios auxiliares a las redes eléctricas (Ilic, Black y Prica 2007; Yano et al. 2012; Faria et al., 2014; Dietrich et al., 2015; Yang, Zhang y Xiao, 2015). La presente tesis doctoral se ha enfocado en proponer un AI de DER en el nivel de distribución del sistema eléctrico, lo que permite una integración económica y tecnológica de ellos, mediante de su participación como oferentes de excedentes de energía y servicios para la red. Metodológicamente, se realizó el diseño de la estructura y la funcionalidad del AI de DER propuesto por medio de herramientas de modelamiento como el UML (Lenguaje de Modelamiento Universal). El modelamiento matemático para los costos de los productos energéticos que puede ofertar el AI a la red: servicios de desconexión de potencia y venta de excedentes de energía, se ha realizado a partir de la configuración de problemas de optimización del tipo entero-mixto, teniendo en cuenta los aspectos normativos vigentes en los ámbitos nacional e internacional. En cuanto al comportamiento estocástico de algunos recursos DER se ha hecho uso de funciones de distribución de probabilidad tipo Weibull y los criterios de Adisson-Dassler. Finalmente, aspectos ligados al control automático de procesos sobre los DER fueron simulados con software de automatización: Fluid SIMM 3.6, Matlab 2016 y Gxdeveloper 3.2. La verificación se realizó con ayuda de Digsilent 15.1, DSS-SIMM 2012 y Power World 2007. Como productos o resultados de la tesis doctoral se encuentra el diseño del AI en una plataforma de acceso en el espacio de computación en la nube y el planteamiento formulaciones matemáticas y problemas de optimización para la venta de los excedentes de energía a partir de GD y para la venta de los servicios de desconexión de potencia con RD que se ofertan al OR. De la misma manera, se diseñaron diferentes formas de participación de los usuarios con sus DER en la oferta de productos energéticos a la red.La integración de los DER a través del AI propuesto ha mostrado la viabilidad de su participación activa en tareas concretas de aplanamiento de la curva de demanda, la respuesta ante picos de demanda y el mejoramiento de los perfiles de tensión en la red. Como conclusión general, la tesis doctoral diseñó un AI de DER que se incorporara en la red eléctrica en calidad de actor dentro de la gestión que se realiza a nivel de distribución y comercialización de manera conjunta con el operador de la red y prestando servicios a este. Dicho AI estará inicialmente adscrito al comercializador, pero puede llegar a manejarse en forma de un ente independiente si llega a ser necesario en un futuro cercano.