Tesis doctorales

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http://hdl.handle.net/20.500.14454/11

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Algoritmo que determina los índices de precios para la mejora en la toma de decisiones de la nueva contratación del suministro eléctrico
(Universidad de Deusto, 2016-01-08) Ortiz Cavada, María; Ukar Arrien, Olatz; Facultad de Ingeniería; Ingeniería Informática y Telecomunicación
Con el fin de ayudar a los agentes participantes en el mercado a la toma de decisiones, se han desarrollado unos modelos de previsión del precio medio mensual de la electricidad que servirán de referencia para el algoritmo de compra. Debido a la complejidad del problema se ha implementado un modelo autoregresivo integrado de media móvil (ARIMA), un modelo de regresión con algoritmos genéticos (GA), un modelo de redes neuronales artificiales (ANN) y un modelo híbrido que combina ANN y GA para aprovechas las ventajas que ofrece cada modelo y así reducir el error de previsión. Para evaluar la precisión y robustez de los modelos de previsión y la fiabilidad del algoritmo de decisión con la realidad actual de los mercados de energía eléctrica, se ha realizado la experimentación para diferentes periodos temporales, obteniendo resultados muy acertados.
Desarrollo de métricas para la clasificación supervisada en aplicaciones con datos empíricos
(Universidad de Deusto, 2016-01-22) Revilla Ocejo, Julio Manuel; Kahoraho Bukubiye, Evaristo; Facultad de Ingeniería; Ciencia de la Computación e Inteligencia Artificial
El objetivo de esta tesis es el estudio y desarrollo de nuevas métricas que amplíen la forma tradicional de medir la distancia entre casos, siendo de aplicación en algoritmos de clasificación como k-NN y, plausiblemente, en otros como las máquinas de vectores de soporte (SVM). Su aplicación está ligada a problemas de clasificación en los que los casos se puedan expresar mediante un conjunto de atributos, los cuales serán representados como colecciones de valores numéricos (vectores). Partiendo de un conjunto de casos empíricos previamente bien clasificados, se elegirán u optimizarán los parámetros de la métrica, la cual será posteriormente aplicada para calcular la distancia entre dos casos cualesquiera (y así poder evaluar la similitud entre ellos). En esta tesis se ha diseñado en primer lugar una métrica, denominada BTW, inducida por una transformación. Propone una misma expresión matemática para realizar el cálculo de las distancias en todo el espacio de los atributos (es pues una métrica global). También se ha propuesto otra métrica, a la que se le ha puesto por nombre LOM, cuyo cálculo de la distancia depende de un conocimiento “a priori”, y en el que dicho cálculo varía dependiendo de la localización de ambos casos (es una métrica local). Estas nuevas métricas estarán orientadas, bien a disminuir el tiempo que se tarda en buscar los vecinos más próximos a uno dado y la cantidad de memoria requerida para almacenar la información que permite realizar esta tarea (métrica BTW); bien a mejorar la precisión de los algoritmos de clasificación (métrica LOM). Las prestaciones de la métrica BTW y su algoritmo asociado han sido evaluadas mediante problemas reales que nos permiten asegurar que, manteniendo una alta precisión en la clasificación, se consigue reducir el espacio de almacenamiento y el tiempo necesario para encontrar los vecinos más próximos de un caso dado. Para la métrica LOM se ha diseñado un problema sintético que, resuelto mediante un algoritmo de clasificación basado en los vecinos más próximos, permite comprobar una mejora en la precisión de la clasificación (al comparar sus prestaciones respecto al mismo algoritmo cuando usa una métrica euclídea).
Detección de errores en software mediante verificación de modelos
(Universidad de Deusto, 2015-10-23) García Ferreira, Iván; García Bringas, Pablo; Facultad de Ingeniería; Ingeniería Informática y Telecomunicación
La introducción del ordenador e Internet en nuestras vidas ha hecho que muchos procesos que antes costaban horas, días, incluso meses, ahora puedan ser llevadas a cabo en mucho menos tiempo, mejorando nuestras vidas en numerosos aspectos. Como ha sucedido tantas veces en la historia, cualquier invento puede acabar siendo utilizado con fines maliciosos. En Internet también se llevan a cabo ataques a estados, espionaje, invasiones, y otros aspectos tan característicos de cualquier guerra. Muchos de estos ataques están dirigidos a programas conocidos que presentan algún tipo de vulnerabilidad, haciendo que éstos sean la puerta de entrada a cualquier sistema o red. A causa de esto, la búsqueda de vulnerabilidades se está convirtiendo en una nueva profesión, muy bien pagada y valorada tanto por naciones y empresas, por un lado, como por mafias y un gran mercado negro, por el otro. Por esta razón, la presente tesis doctoral busca mejorar los procesos de encontrar errores en el software, y por esta razón se formula la siguiente hipótesis: «Existe un método de representación de la memoria que es capaz de detectar errores conocidos, tanto en el heap como en la pila». En este contexto, nos centramos en crear un nuevo algoritmo para buscar vulnerabilidades utilizando model checking para el análisis de binarios. Nuestra notación, facilita la creación de fórmulas que representen errores y el algoritmo devuelve los posibles flujos de ejecución que provocarían que una vulnerabilidad se llevase a cabo. Además, la programación de nuestro algoritmo se ha realizado en un lenguaje que valida el código generado, Coq, asegurando de esta forma que el propio código que busca errores no contenga ninguno en sí mismo. La validación del algoritmo y del código ha sido corroborada de dos modos: i) encontrando nuevas vulnerabili- dades que no habían sido descubiertas y ii) comprobando código inseguro que ya ha sido publicado por otros expertos en seguridad. Finalmente, tras este estudio, se ha liberado una plataforma para la búsqueda de vulnerabilidades que puede ayudar a la comunidad a realizar un software más seguro.
Nuevo mecanismo de control de topologías en redes inalámbricas ad-hoc definidas por software para la mejora de eficiencia energética
(Universidad de Deusto, 2018-05-09) Aparicio Hernandez, Joaquin Ernesto; Legarda Macon, Jon; Facultad de Ingeniería; Ingeniería para la Sociedad de la Información y Desarrollo Sostenible
Las redes inalámbricas Adhoc (WANETs) tienen un rol clave en el desarrollo de soluciones del internet de las cosas (IoT). A pesar de que la integración de WANETs con IoT presenta beneficios importantes, también plantea nuevos desafíos que deben ser abordados. Desde que las WANETs son generalmente limitadas en energía, un uso ineficiente de su consumo energético podría comprometer los servicios de IoT. Además, la eficiencia energética es un factor clave para extender el tiempo de vida de una red. Las redes definidas por software (SDN) son una tecnología que habilita a los administradores de red para administrar los servicios de la red abstrayendo la funcionalidad de bajo nivel, es decir, separar el plano de datos y el plano de control. Este trabajo de investigación propone una solución que se basa en la tecnologi´a SDN para abordar los problemas de consumo de energía en las WANETs. En dicha solución, la inteligencia de la red es gestionada en un controlador (o varios) que puede ser accedido por diferentes pasarelas. Esta inteligencia de red está a cargo de ejecutar mecanismos de control de topologías (TC) para construir una columna vertebral de nodos coordinadores. Por lo tanto, los nodos solamente necesitan ejecutar tareas de reenvio, con lo que además, se requiere menos capacidad local de procesamiento y los mensajes de retransmisión se reducen, lo que resulta en un incremento del tiempo de vida de la red. Consecuentemente, un algoritmo coordinado para minimizar el consumo de energía en WANETs usando el modelo SDN y mecanismos de TC amplía la visión actual de la red donde el plano de control depende del tipo de red WANET desplegada. En esta propuesta, la nueva abstracción separada del plano de control convierte a la inteligencia de la red en un componente separado con respecto al tipo de red WANET subyacente. Así, esta abstracción basada en SDN determina qué nodos son los más útiles para la comunicación y el esquema de encaminamiento en un particular instante de tiempo. Como resultado, la inundación de mensajes dentro de la red decrece ya que se requiere menos procesamiento local y mensajes de control. Desde este enfoque es posible aplicar cambios dinámicos en la interacción del trabajo entre nodos para definir topologías, esquemas de redundancia, agrupación de vecindarios y establecer áreas de red que operen con modos de bajo consumo energético. Para evaluar el rendimiento de la solución propuesta y compararla contra un enfoque distribuido, se han efectuado un conjunto de simulaciones en entornos de laboratorio. Los resultados muestran que el tiempo de vida de la red se incrementa con un enfoque basado en SDN cuando se despliegan dos o más pasarelas controladoras.
Sistema de tele-consulta y ayuda al diagnóstico mediante procesado de imagen basado en web
(Universidad de Deusto, 2015-11-20) Eguíluz Pérez, Gonzalo; García-Zapirain, Begoña; Facultad de Ingeniería; Ingeniería Informática y Telecomunicación
Toda persona que sufre Esclerosis Múltiple (EM), sin importar la severidad o no de su incapacidad, necesita tener y realizar actividad física regularmente. La falta de ejercicio físico puede tener serias consecuencias en la salud del paciente, tales como estreñimiento o aumentar el riesgo de sufrir enfermedades del corazón. La actividad física no brinda solamente un sentido de bienestar general, sino también es importante en la prevención de otros problemas asociados a la EM (temblores, debilidad de miembros, pérdida de fuerza, entumecimiento, etc.). La rehabilitación integral consiste en un proceso coordinado que tiene como objetivo ayudar a las personas discapacitadas (o no) a conseguir su máximo nivel de funcionalidad y a integrarse en la sociedad, en caso de los pacientes discapacitados, así como a mejorar su calidad de vida. En el caso de los pacientes con EM, este método contempla como objetivos terapéuticos la mejora del curso de los episodios agudos, el tratamiento de los síntomas y sus complicaciones y el freno de la progresión de la enfermedad, siempre que se combine con la gestión de los síntomas a través de fármacos inmuno-moduladores e inmuno-supresores. Las personas con EM que, debido a su discapacidad, pasan gran parte del día sentadas en una silla de ruedas pueden sufrir problemas musculares, dolor y alteraciones de la postura. Estas complicaciones pueden minimizarse si se siguen unas sencillas indicaciones sobre cómo sentarse. Adoptar una postura correcta en sedestación es fundamental para reducir el riesgo de instauración de la espasticidad, agarrotamiento muscular, dolor o úlceras de presión, entre otras complicaciones. En base a lo comentado anteriormente, se ha definido la siguiente hipótesis de trabajo: “Haciendo uso de la tecnología de cálculo de profundidad para imágenes Time-of-flight (ToF), es posible detectar y reconocer durante la ejecución de ejercicios de rehabilitación, los movimientos que realizan los pacientes con esclerosis múltiple para analizarlos y aplicar una corrección en tiempo real. El análisis previo a la corrección se realizará mediante el desarrollo de algoritmos de procesamiento de imágenes que se combinarán con un sistema web. Esta corrección supondrá una mejora objetiva, que repercutirá en la evolución de los pacientes” Para validar esta hipótesis, se ha diseñado un sistema de control postural que analiza, en tiempo real, y a través de una cámara con tecnología avanzada (tiempo de vuelo) la ejecución de los ejercicios incluidos en las terapias físicas. Este sistema ofrece al paciente una respuesta de la postura mantenida durante la realización del mismo, indicándole lo que debe hacer para corregir la mala postura. Junto con esto, se ha diseñado un completo sistema web para llevar a cabo la rehabilitación física de los pacientes en base a seis áreas de actuación específicas de la EM. Estos dos sistemas trabajan en conjunto, creando un sistema global y completo de telerehabilitación que puede ser usado tanto en el centro de salud como en el hogar del usuario, fomentando el empoderamiento de este último. Finalmente, para su validación se ha hecho uso de test contrastados científicamente como son la Escala de Usabilidad de Sistemas (SUS), la Medida de Independencia Funcional (FIM) y la Escala de Equilibrio de Berg (BBS), los cuales han dado un resultado positivo además de una mejora en la salud física de los pacientes, demostrado de esta forma la validez del sistema.

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Examinando Tesis doctorales por Materia "Análisis numérico"

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