• QFCS: A Fuzzy LCS in Continuous Multi-Step Environments with Continuous Vector Actions

      Ramírez Ruiz, José A. (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2009-05-01)
      This document presents a doctoral dissertation which is a requirement for the Ph.D. degree in Information Technologies and Communications from Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM), Campus Monterrey, major in Intelligent Systems in the field of Learning Classifier Systems (LCS). The dissertation introduces a new LCS, called QFCS, that is able to deal with problems defined over continuous variables. These problems are important because real life is modeled in that way. LCSs are systems with a set of rules that compete and that can learn from and adapt to the environment. These properties are very desirable in intelligent systems because they allow the systems to adjust to subtle details. Traditionally, in Artificial Intelligence, designers have to pre-adjust the parameters. This made the developer not to take into account those subtle details and, consequently, deal with them during ex- perimentation. LCSs make use of reinforcement learning and of evolutionary computing to deal with the proper adjustment of those subtleties. But, LCSs in their beginnings have been designed to solve problems that can be defined in a discrete form. Lately, researchers have tried to extend the approach to deal with problems in the continuum. This task has shown to be far away of being solved. Thus, there have been many ap- proaches to adapt these systems to continuous variables. One of them has been the introduction of Fuzzy Logic to model the continuous environment. In this way, little by little LCSs have been extended to tackle more problems in the continuum, increasing, little by little, their related difficulty. Some of the problems solved with this approaches are the learning of continuous functions, the frog problem and navigation tasks. Learning of continuous functions is a problem where some continuous input enters to the system and the corresponding output is obtained, but the system does not know what this output is, all the system knows is the amount of reward it receives for each output made. This problem is of one-step since the system has to place an output once. The frog problem consists of a frog that lives with a fly in a line. The frog has to jump once and catch the fly. Since the frog lives in a line, the environment is continuous. The length the frog jumps is also continuous. This is one-step since the frog jumps once. The frog receives a reward at each time it jumps even if it does not trap the fly. Navigation tasks are more complex problems since they are multi-step. This means the system has to act more than one time to reach the goal. In this case, it moves many times to reach another place. The environment can be discrete but it is more complex if it is continuous. The actions are a set of discrete vectors but, in a more complex form, they could be continuous. The reward is given when the system reaches the goal. ix ?The complexity for LCSs with the problems described before is given by the set of continuous actions, because rules of LCSs relate the states of the problem with one action. Thus, to model continuous outputs would required a set of infinite number of rules. This is impossible because rules are countable and the continuum is not. QFCS introduces fuzzy systems in the rules to model relationships of the form: many states to many actions. This is a novelty in LCSs literature where only single fuzzy rules have been used. QFCS uses a matrix to learn a prediction of the payoff to be obtained per each fuzzy system. This is also a novelty because traditional LCSs use one value to predict the obtained reward. In this way, QFCS was designed following to different approaches, one that has fixed fuzzy sets and the other with unfixed fuzzy sets as inputs to the fuzzy systems. The second approach is a generalization and it is proposed to eliminate the restrictions imposed by the use of fixed fuzzy sets. This QFCS was tested with the frog problem to compare it with the literature and with five more different problems that introduced different levels of complexity. Three of them were about performing navigation tasks in one and two dimension spaces with obstacles. The last two dealt with an inertial particle. The navigation tasks were in continuous spaces with a set of continuous vector actions. A reward was given in those regions the system had to reach. The particle problems were about moving a particle from one position to another one. These problems were the more complex ones because of the inertia of the particle. Results showed that QFCS is capable of solving these kind of continuousproblems and that there is not too much difference in performance between the two approaches of QFCSs. Liberating the fixed fuzzy sets did not represent an advantage.
    • Quality of work life in just-in-time systems : an exploratory study

      Roberto Rosa Borges de Holanda; ROBERTO ROSA BORGES DE HOLANDA (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 1993)
    • Quantitative Evaluation of Blocking-Recovery Discrete Modular Agents

      Palomera Palacios, Francisco (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2006-01-12)
      Modern manufacturing production environments, made up of a set of independent machines, execute high production plans trying to develop the full potential of the machines, but still keeping a safety operation. The synthesis of control entities (supervisors, controllers, agents) requieres a quantitative evaluation rather than just a qualitative one in order to measure its performance. Quantitative measurements of evaluation are defined in terms of production parameters or production conditions to achieve a desired production plan. Since control entities rule the processing machines for a high production system, an undesirable condition named blocking (dead-lock) may occur. If so, instead of rejecting such behavior, that at first sight seems to be problematic, we should evaluate how convenient is to use a blocking recovery procedure (use of an un-blocking mechanism) and move to a free-blocking production condition in order to re-initialiaze and resume a production process. This thesis work provides three complementary methods to deal with blocking- occurrence and evaluates, quantitatively, its blocking-recovery. To illustrate and show the proposed methods, we control a manufacturing transfer line that includes re-processing work, which feeds-back the system. The methods are developed to evaluate the performance of the transfer line in transient and steady-state analysis. The first method helps to cope up with dead-lock occurrence by synthesizing a set of blockingrecovery discrete-modular agents (BRDMA) along with an un-blocking mechanism (UBM). The second method provides a procedure to compute the time to block, tb, as a quantitative evaluation metric of the controlled transfer line, following two different approaches. The third method proposes a way to evaluate quantitatively and make a comparison of the profit rate between the best blocking recovery policy and its counter part of the free-blocking solution, both in steady-state. To show our experimental results, we provide state-graphs, plots and numerical results to synthesize and evaluate quantitatively the performance of the control entities named as Blocking-Recovery Discrete Modular Agents (BRDMA), under transient and steady-state analysis. Theory from discrete-event systems, agents and multiagents, discrete events and supervisory control theory, automated manufacturing systems and continuous time Markov chains provide the support of this thesis work.
    • Realidad Virtual Basada en Percepción

      Díaz Pier, Marissa (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2007-01-01)
      Para optimizar la interrelación interfaz usuario en un ensamble de Realidad Virtual o Aumentada, esta tesis propone investigar los fenómenos de la percepción humana estudiando los mecanismos que emplea el cerebro para recibir e interpretar la información que los sentidos le proporcionan. Primeramente, hay que tomar en cuenta que, en realidad, el ser humano no ve con los ojos, ni escucha con los oi?dos, sino que es el cerebro el que finalmente crea una idea de la �realidad� basa?ndose en información generalmente distorsionada y limitada. En algunas ocasiones, el cerebro complementa los datos disponibles usando la experiencia o esquemas ancestrales (heredados por generaciones1), de modo tal que este tipo de condicionamiento puede ser aprovechado en el desarrollo de interfaces. El trabajo aqui? propuesto pretende saltar la barrera de los sentidos para tratar de brindar la posibilidad de un intercambio de información ma?s puro entre la persona y la realidad, sea esta virtual o no. Por medio del ana?lisis de la percepción, se pretende establecer una metodologi?a para la si?ntesis de interfaces que permitan aprovechar las ventajas de este tipo de planteamiento, de las cuales hablaremos mas adelante, para crear una nueva generación de aparatos de interrelación hombre-maquina y mente-realidad que constituyan interfaces ma?s naturales e intuitivas. La presente investigación desea contribuir en la generación de una nueva manera de ver las aplicaciones 3D para permitir el disen?o de interfaces que realmente unan al usuario con el mundo virtual de una manera natural. De esta manera, este trabajo se enfoca a realizar experimentos sobre la percepción del usuario. Para lograrlo, es imprescindible establecer conexiones entre lo que el usuario siente, ve y percibe entre el mundo real y una realidad virtual. Es necesario el desarrollo de nuevas herramientas para capturar los mensajes entre usuario y maquina, tanto directos como indirectos, y asi? cubrir la necesidad naciente de una industria donde se requieren dispositivos de interacción que sean precisos y económicos, ya que las aplicaciones se acercan cada vez mas a la realidad pero han fallado al involucrar al usuario como parte del desarrollo de las mismas.
    • Reception of Multiple Users in Reconfigurable Wireless Networks

      Velázquez Gutiérrez, Juan Manuel
      The next generation of wireless networks (WNs) will confront important challenges pre- sented by the high density and convergence of wireless elements (WEs), their influence on our lifestyle, and the proliferation of new paradigms of wireless communication systems. Co- existence, mobility, and multiple access are some issues widely studied in order to ensure their operation. In this work. it is introduced a framework of WNs considering association schemes, networking, and coexistence aspects which are useful concepts to describe their fea- tures and the relationship among elements. Code division multiple access (CDMA) systems are considered as attractive models to future wireless communication systems (WCS) in order to affront the new and changing challenges. Traditional direct sequences - code division multiple access (DS-CDMA) and double codification division multiple access (C2DMA) models provide engaging features given that offer continuous access to the wireless channel to every user, i.e. they permit coexistence of multiple users at the same time. These models are interference limited systems what make them vulnerable to usual issues in dynamic networks such as the Near-Far problem, Hidden and exposed terminals interference, etc. However, C2DMA model has been shown addi- tional properties that makes it attractive to reconfigurable wireless networks (RWNs) due to its robustness to interference. It considers a double correlation technique which provides si- multaneous reception and motivates the study of sequences used as codes in order to increase their use and visualise some applications. This work considers current and new sets of codes through an exhaustive search of useful sequences for both models. First, desired properties are identified for each model, next known sequence sets are tested with these properties. After that, an exhaustive search algorithm is used in order to select and group sequences to form all the possible code sets with desired properties. Finally, these models are tested in challenging scenarios in order to examine their performance and persuade about their potential in future WNs.
    • Reconocimiento Contextual de Gestos para la Toma de Decisiones

      Montero Valverde, José A. (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2007-01-06)
      Dentro del amplio rango de actividades humanas, los gestos realizados con las manos al in- teracuar con objetos del entorno ocupan un lugar importante en la vida cotidiana. As ?? que el disen ?o de sistemas automáticos que reconozcan de manera confiable tales gestos es un área de investiga- cio ?n relevante. Sin embargo, es au ?n más interesante saber qué hacer con los gestos reconocidos, ya que permite incorporar en los sistemas automáticos, aspectos como la toma de decisiones. En esta tesis, se propone un nuevo modelo computacional que integra técnicas de visio ?n computacional y teor ??a de decisiones con el fin de reconocer los gestos manipulativos realizados por una persona en escenarios conocidos y tomar acciones al respecto. Este modelo puede aplicarse en escenarios don- de sea necesario tomar decisiones inmediatas a partir de la observacio ?n visual del comportamiento humano, tales como: videoconferencias y apoyo a discapacitados. La adaptabilidad del modelo en diferentes escenarios se realiza con ligeras modificaciones. Para esto el sistema se estructura en dos mo ?dulos: i) Mo ?dulo de reconocimiento de gestos, el cual combina informacio ?n de movimiento y de contexto bajo un nuevo enfoque y, ii) Mo ?dulo para la toma de decisiones, el cual propone un nuevo esquema basado en redes de decisio ?n dinámica para tomar decisiones en problemas de decisio ?n de Markov parcialmente observables con un horizonte finito. El mo ?dulo de reconocimiento de gestos se basa en informacio ?n de movimiento (trayectorias del centroide de la mano) y de contexto (color y posicio ?n relativa de objetos) para entrenar modelos ocultos de Markov (HMMs) y representar los distintos gestos realizados en un escenario. La incorporacio ?n de informacio ?n contextual proporciona resultados experimentales de reconocimiento promedio de gestos que van desde 94% hasta 99,57% en distintos escenarios. Esto representa un incremento significativo en el proceso de reconocimiento de gestos comparado al resultado obtenido cuando no se integra el contexto. El mo ?dulo para la toma de decisiones utiliza una red de decisio ?n dinámica donde se maneja el aspecto de incertidumbre en los estados a través de una red bayesiana dinámica. La mejor alternativa se selecciona bajo el enfoque de máxima utilidad esperada. Para esto se consideran los posibles resultados de cada accio ?n a través de futuras etapas temporales y la creencia acerca del gesto más probable realizado por el usuario. Este modelo fué implementado en dos distintos escenarios para su evaluacio ?n: Videoconferencias y Apoyo a personas para completar tareas. La evaluacio ?n realizada en ambos escenarios fué subjetiva a través de una encuesta realizada a los usuarios potenciales. Los resultados experimentales obtenidos de la evaluacio ?n son satisfactorios, indicando que el rendimiento y eficiencia del modelo desarrollado resultan adecuados para aplicarse en diferentes ambientes reales.
    • Reconocimiento Visual de Ademanes Aplicado a Robots Móviles

      Avilés Arriaga, Héctor H. (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2006-01-03)
      El reconocimiento visual de ademanes es un elemento clave en el éxito de una comunicacio ?n natural humano-robot mo ?vil. Los ademanes permiten a las personas instruir a los robots para que realicen tareas como abrir la puerta, traer el café o tirar la basura. La literatura describe muchos avances interesantes en este campo. Sin embargo, existen todav ??a muchos problemas que deben ser resueltos, para aumentar la naturalidad y efectividad de este tipo de interfaces. Esta tesis aborda dos problemas fundamentales en el desarrollo de interfaces hombre-máquina por medio de ademanes: los atributos necesarios para describir los ademanes y los modelos para describir esta informacio ?n y clasificar los ademanes. Por más de 3 décadas los atributos que reflejan las sen ?ales de movimiento han sido privilegiados como la informacio ?n más u ?til para describir los ademanes. En contraste, en este trabajo se propone el uso de una combinacio ?n de informacio ?n de postura y movimiento del representar los ademanes. Al mismo tiempo, se presentan dos nuevos modelos para clasificar los ademanes: los clasificadores Bayesianos simples dinámicos y las redes lo ?gico-probabilistas. En este trabajo se condujeron diversos experimentos para evaluar la importancia de la informa- cio ?n de postura-movimiento en comparacio ?n con una representacio ?n basada so ?lo en movimiento. Al mismo tiempo, se compara el desempen ?o de clasificacio ?n y aprendizaje de los clasificadores Bayesianos simples dinámicos y las redes lo ?gico-probabilistas con los modelos ocultos de Markov. Las muestras de ademanes utilizadas en los experimentos se tomaron de 15 personas. Los exper- imentos incluyen el reconocimiento de ejemplos de ademanes de una persona de frente y a una distancia fija de la videocámara, ademanes con variaciones de la distancia a la videocámara, con giros de la persona con respecto al plano horizontal y ejemplos de ademanes de mu ?ltiples usuarios. Por un lado, en todos los experimentos se observo ? una mejora significativa en el reconocimiento de los ademanes cuando se utilizo ? informacio ?n de postura-movimiento. Por otro lado, los clasi- ficadores Bayesianos simples dinámicos presentan resultados de clasificacio ?n competitivos a los obtenidos por los modelos ocultos de Markov, requiriendo menor esfuerzo de entrenamiento para aprender la misma informacio ?n. Aunque los resultados con las redes lo ?gico-probabilistas no son del todo satisfactorios, este modelo ofrece un nuevo punto de vista para investigar la representacio ?n de los atributos en los modelos de reconocimiento. Las ideas anteriores se aplicaron eficazmente en la instruccio ?n a distancia de un robot mo ?vil dentro de un ambiente de laboratorio. Los resultados de este trabajo son una aportacio ?n al desarrollo de una teor ??a general del reconocimiento visual de ademanes.
    • Reconocimiento y Descubrimiento de Patrones de Comportamiento en Sistemas Multi-Agente Cooperantes

      Ayanegui Santiago, Huberto (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2008-01-08)
      Un Sistema Multi-Agente Cooperativo (SMAC) es un grupo de agentes que se co- munica, coopera y utiliza mecanismos de coordinación con el fin de resolver algu?n problema que va ma?s alla? de las capacidades para un sólo agente. Existen tres a?reas importantes de investigación que continu?an abiertas en SMACs: La construcción de modelos relacionados con la comunicación entre agentes, las mu?ltiples interacciones entre agentes y los comportamientos adoptados por los agentes en la ejecución de una tarea [Ferber, 1999]. El presente trabajo esta relacionado con el descubrimiento delcom- portamiento en SMAC's, y especi?ficamente en equipos de soccer robótico. Descubrir el comportamiento de equipos de soccer es un reto computacional debido a las mu?ltiples interacciones que existen entre los jugadores. Esta tarea se vuelve ma?s difi?cil cuan- do los agentes se encuentran en dominios dina?micos, competitivos y en tiempo real. En el soccer robótico, dos grupos de agentes se enfrentan adoptando comportamientos principalmente determinados por estrategias y ta?cticas que cada equipo lleva a cabo para vencer a su oponente. Uno de los retos ma?s difi?ciles en el modelado de agentes es descubrir comportamientos de alto nivel como estrategias y ta?cticas, contando sólo con conocimiento de bajo nivel caracterizado principalmente por el movimiento de los agentes y del balón. Descubrir patrones de comportamiento en el soccer robótico, re- quiere de modelos de representación suficientemente expresivos que sean capaces de representar los aspectos ma?s relevantes del equipo. En este trabajo de tesis se propone un modelo a varios niveles de abstracción en la representación: nivel individual (repre- sentación de información de cada agente); nivel relacional (relación entre un conjunto de agentes); y el nivel de formaciones (relación entre todos los agentes que determinan la estructura que soporta la formación del equipo). El reconocimiento de formaciones es una tarea difi?cil debido a que los jugadores van cambiando de posición en cada momento del partido, convirtie?ndose en un reto el seguimiento de la estructura que determinan los agentes del equipo. Esto dificulta tam- bie?n el descubrimiento de jugadas ta?cticas ya que e?stas ocurren en una parte de la estructura que forma el equipo. Con base en el modelo de representación a varios niveles de abstracción, se propone un modelo de seguimiento eficiente de formaciones basado en la construcción de estruc- turas topológicas capaces de reconocer formaciones y cambios de formación a pesar del dinamismo de los agentes y las mu?ltiples interacciones entre estos. Adema?s, estas estruc- turas topológicas soportan el descubrimiento de patrones de comportamiento ta?ctico, los cuales revelan un nivel ma?s detallado del comportamiento del equipo. Las contribuciones principales de la tesis son: 1. Un modelo expresivo a varios niveles de representación. ?2. Reconocimiento, descubrimiento e interpretación de patrones de comportamiento en diferentes niveles de representación. 3. Un algoritmo robusto para el seguimiento de formaciones en ambientes multi- agentes basado en estructuras topológicas. Para la validación del modelo propuesto, se llevaron a cabo pruebas que permitieron analizar a los equipos de soccer con el proposito de observar y extraer patrones de comportamiento estrate?gico basado en formaciones y descubrimiento de patrones de comportamientos ta?ctico. Se presentan resultados de este trabajo tomando en cuenta diferentes equipos que participaron en la categori?a de simulación desde el campeonato RoboCup 2000 y hasta los mejores equipos de Robocup 2007, extrayendo sus patrones de comportamiento ofensivos.
    • Recovery and Characterization of Proteins from Plants: Aqueous Two-Phase System-Based Bioengineering Strategies

      Aguilar Jiménez, Oscar A. (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2007-01-12)
      The main drawback for general acceptance of plants as economically viable production systems is the lack of efficient initial concentration and separation procedures. In order to facilitate the general acceptance of plants as bioreactors, the establishment of efficient downstream operations is critical. It has been established that with the general knowledge of the molecular properties of contaminant proteins, the selection and design of suitable downstream strategies for recombinant proteins can be improved. The present dissertation addresses the potential use of quantitative 2D electrophoresis (2-DE) coupled with hydrophobic partitioning in aqueous two-phase systems (ATPS) for three-dimensional characterization of proteins from plant extracts. The application of this experimental approach to soybean proteins resulted in molecular characterization of proteins. Molecular weight (MW), isoelectric point (pI) and hydrophobicity were measured simultaneously and demonstrated that this technique can be a valuable tool for predictive design of recovery steps for recombinant proteins from plants. The extension of this experimental approach in alfalfa green tissue extracts containing a model recombinant protein provided additional information on the molecular properties of the main host proteins that will allow the design of pre-fractionation and purification methods to facilitate its recovery from alfalfa extracts. As a result of the application of this three-dimensional characterization technique to soybean and alfalfa protein extracts, more efficient downstream strategies could be designed for recovery of recombinant proteins, facilitating the future adoption of plants as a production system.
    • Representación y aprendizaje de procesos de decisión de markov cualitativas

      Reyes Ballesteros, Alberto; ALBERTO REYES BALLESTEROS;67520 (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2006-11-01)
      La planificación automática en problemas del mundo real se ha convertido en una disciplina de interás para la comunidad científica ya que permite establecer computacionalmente rumbos de acción en casos que, por la complejidad del problema, un humano no puede abordar adecuadamente. En particular, la planificación con incertidumbre permite generar estrategias de control en ambientes inciertos con metas multivaluadas, ponderando el costo de generación de un plan contra la ganancia de utilidad en el tiempo por ejecución del mismo (planes �utiles). Gracias a los recientes adelantos tácnológicos en procesamiento de información y al perfeccionamiento de algoritmos en materia de teoría de decisiones y razonamiento con incertidumbre, han resurgido las tácnicas basadas en los Procesos de Decisión de Markov (MDPs por sus siglas en inglás) como marco estándar para la planificación con incertidumbre. Una limitación de los MDPs es que ante problemas altamente dimensionales, con grandes espacios de acciones, y la existencia de variables continuas, se producen espacios de solución no manejables con algoritmos estándar. En este trabajo se propone una tácnica de representación de MDPs abstractos para simplificar espacios de estados muy grandes, que puede resolverse con mátodos estándar de programación dinámica. Dado que esta tácnica esta basada en restricciones cualitativas impuestas por características (ó factores) propias del mismo problema de decisión, la hemos llamado MDPs cualitativos. Aun cuando el mátodo de representación resulta novedoso y fácil de implementar, la especificación manual del modelo de decisión abstracto y sus parámetros puede volverse impráctica. En este trabajo, tal modelo se aproxima usando algoritmos de aprendizaje autómatico donde, a partir de un conjunto de datos de muestreo, se aprende una abstracción inicial del espacio de estados, y un modelo de transición sobre esta abstracción. La solución de este MDP abstracto inicial es una política de acción que en general es satisfactoria, sin embargo, para los casos donde ásta resulte insuficiente, se puede aplicar una segunda fase donde la solución es detallada o refinada. La calidad del mátodo se demuestra empíricamente usando problemas simples de planificación de movimiento en robótica, y un problema de control de procesos industriales con diferentes dimensiones y de los espacios de estados y de acciones. Los resultados muestran buenas soluciones con ahorros en el tama�no del espacio de estados, y reducciones en el tiempo de aprendizaje e inferencia al compararse con discretizaciones uniformes finas.
    • A Resource-Based Contextual-Planning Methodology and its Strategic Indicators Assessment Information System for Higher Education Institutions

      Roffe Samaniego, Norma F. (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2000-12-01)
    • Reverse logistics models and algorithms: optimizing waste of electric and electronic equipment recovery systems

      Mar Ortíz, Julio; JULIO MAR ORTIZ;278423 (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2010-10-01)
      The third problem focuses on the study of robust and reconfigurable disassembly cell formation problems. This part of the research makes a significant contribution to the state of the art in Disassembly Systems Design and Cellular Manufacturing Systems for two reasons: first we consider two different approaches to deal with demand variability in disassembly systems: one reconfigurable and the other robust. In the reconfigurable approach the product demand varies form period to period in a deterministic manner; while in the robust approach the product demand varies in a random manner, however, this variation can be described in a number of probabilistic scenarios with a given occurrence probability. The problems are characterized and formulated as integer programming models. Second, given the complexity of the problems, we design a Variable Neighborhood Search (VNS) algorithm to efficiently solve them. The experimental analysis on a set of adapted (previously published) and randomly generated instances shows the good performance of the proposed algorithm.
    • Selección de atributos considerando inter-dependencias

      Mejía Lavalle, Manuel; MANUEL MEJIA LAVALLE;55801 (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2007-03-01)
      Las bases de datos están creciendo a un ritmo acelerado, propiciado por diversos avances tecnológicos. Esto crea un problema para los algoritmos tradicionales de descubrimiento de conocimiento, los cuales no fueron diseñados para escalar con el tamaño de atributos e instancias, redundando en tiempos excesivos de procesamiento y/o agotamiento de la memoria principal, aÚn en computadoras de gran tamaño. Una estrategia para solucionar lo anterior es la Selección de Atributos, que busca eliminar los atributos irrelevantes y redundantes de una base de datos. Idealmente, la Selección de Atributos reduce el tiempo y la cantidad de memoria necesaria para el procesamiento de los datos. Además es capaz de mantener, e incluso mejorar, la exactitud predictiva del algoritmo de inducción y produce modelos de conocimiento más pequeños que son más fáciles de entender por el usuario final. Aunque existe una gran variedad de métodos para Selección de Atributos, muchos de ellos asumen que los atributos son independientes entre ellos, por lo que excluyen subconjuntos de atributos que resultan relevantes sólo cuando se consideran juntos. En esta tesis se investigan, proponen y experimenta con algoritmos eficientes y eficaces de Selección de Atributos que consideran las inter-dependencias entre los atributos y la clase discreta, empleando una nueva función heurística basada en la entropía n-dimensional. También se analiza y avanza en el caso cuando los atributos son continuos y la clase discreta, usando una nueva función heurística basada en la Ganancia de Información y el determinante de la matriz de covarianzas de los atributos. En los experimentos realizados, los algoritmos propuestos muestran, en la mayoría de los casos, igualar o superar a métodos tradicionales de Selección de Atributos en cuanto a reducción del nÚmero de atributos y exactitud predictiva, con un tiempo de procesamiento competitivo. En esta tesis también se analizan y discuten variaciones de los algoritmos propuestos así como sus limitaciones, y se enfatizan las direcciones futuras de investigación.
    • Self-Assembly behavior of amphiphilic janus dendrimers in water: a combined experimental and coarse-grained molecular dynamics simulation approach

      Valencia Gallegos, Jesús Ángel; Videa Vargas, Marcelo Fernando; Elizondo García, Mariana Estefanía; Gutiérrez Uribe, Janet Alejandra; González Nilo, Fernando Danilo; Cortéz Ramírez, Jorge (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2018-05-14)
      Amphiphilic Janus dendrimers (JDs) are repetitively branched molecules with hydrophilic and hydrophobic components that self-assemble in water to form a variety of morphologies, including vesicles analogous to liposomes with potential pharmaceutical and medical application. To date, the self-assembly of JDs has not been fully investigated thus it is important to gain insight into its mechanism and dependence on JDs’ molecular structure. In this study, a series of amphiphilic JDs with variations in their core and branching pattern was synthesized and its aggregation behavior in water was evaluated using experimental and computational methods. JDs were obtained from 2,2-bis(hydroxymethyl)propionic acid, myristic acid and different glycols. Dispersions of JDs in water were carried out using the thin-film hydration, solvent injection methods and by microfluidics, using double emulsion drops with ultrathin shells as templates. Furthermore, a coarse-grained molecular dynamics (CG-MD) simulation was performed to study the mechanism of JDs aggregation. The resulting assemblies were characterized by optical microscopy, dynamic light scattering, confocal microscopy, and atomic force microscopy. The obtaining of assemblies in water with no interdigitated bilayers was confirmed by the experimental characterization and CG-MD simulation for one of the dendrimers. Assemblies with dendrimersome characteristics were obtained using the solvent injection method. Also, monodisperse nanometric assemblies were obtained by this method. The use of microfluidics enables the production of giant dendrimersomes from highly hydrophobic JDs, even when the dendrimers did not form vesicles using the thin-film hydration method. The results of this study establish a relationship between the molecular structure of the JDs and the properties of its aggregates in water. These results could be relevant for the design of novel JDs with tailored assemblies suitable for drug delivery systems. In addition, this study offers an approach to produce dendrimersomes in a more controlled way.
    • Sistemas Exaptivos: Retención y Reutilización de Conocimiento en Algoritmos Evolutivos

      Torres Treviño, Luis M. (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2004-01-05)
      El objetivo de la tesis es desarrollar un sistema con la capacidad de retener y reutilizar soluciones para resolver problemas dinámicos. Se considera que existen dos tipos de problemas dinámicos, los primeros se relacionan con la optimización de funciones dinámicas y los segundos se relacionan con el aprendizaje en un medio ambiente dinámico. Las soluciones de los problemas dinámicos son importantes porque es el comÚn de los problemas reales. La tesis se inspira en la exaptación que es el proceso evolutivo en el cual una estructura adaptada para una función particular se utiliza para lograr otra función generalmente diferente a la que se adaptó. Para implantar el proceso evolutivo de la exaptación se analizan algunos algoritmos evolutivos. También se analizan los mecanismos de aprendizaje que utilizan algoritmos evolutivos ya que se quiere involucrar a la exaptación en los mecanismos de aprendizaje. La exaptación tiene una relación con el aprendizaje por analogía; por lo cual también puede brindar una guía para la implantación de un sistema con capacidades exaptivas. La exaptación se divide en dos procedimientos, el primero es la reutilización de soluciones, el segundo es la retención. Para el primer procedimiento se analizan técnicas para modificar soluciones e insertarlas en la población inicial de un algoritmo genético u otro algoritmo evolutivo. Para el segundo procedimiento se analizan algunos algoritmos evolutivos que mantienen la diversidad en la población y se utilizan mecanismos de memoria junto con algunas técnicas de reutilización para formar sistemas evolutivos capaces de resolver problemas dinámicos. En la optimización de funciones dinámicas se probaron dos algoritmos con capacidades exaptivas y se comparó el desempeño con otro algoritmo especializado en resolver estos problemas. Se demuestra que los algoritmos propuestos son competitivos. En el aprendizaje en un medio ambiente dinámico, se utilizó una red neuronal sencilla con propiedades exaptivas que le permite aprender varias funciones en una sola estructura. Finalmente se propone el uso de un agente inteligente con capacidades exaptivas en la reprogramación de tareas para demostrar que los procedimientos exaptivos propuestos le brindan alguna ventaja al agente comparado con otro agente que no tiene capacidades exaptivas.
    • Sliding mode control for doubly fed induction machine

      Pedro Ponce Cruz; Arturo Molina Gutiérrez; Villanueva Rosas, Iván Salvador; José Antonio Rosales Martínez; Juan Carlos Ramírez Martínez; Carlos Ernesto Ugalde Loo (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2017-12-01)
      The objective of this thesis is to provide robust control methods for Doubly Fed Induction Generator (DFIG) mainly used for wind energy conversion systems (WECS). The controller deals with the power electronic stage needed to control the electric machine. Due to the high sensibility of this machine against disturbances the systems requires an accurate controller that allows to follow the stator power regulation despite the presence of disturbances.       DFIG-based WECS are highly sensible to stator voltage perturbations because the stator is directly connected to the electric grid. The offered controller can regulate torque and reactive power even during low depth voltage dips by injecting negative sequence current without the necessity of sequence components separation of the rotor current.                  The proposed control system is based on Sliding-Mode Control (SMC),  offering a fast-dynamic response and providing insensitivity to matched and bounded disturbance/uncertainties. The naturally discontinuous control signals of SMC can be used for direct switching of power electronic devices avoiding modulation and making the control system simple and robust. Furthermore, the controller does not depend on electric machine's parameters and it is decoupled by means of reference frame orientation.                  The switching frequency is analyzed using a frequency-domain method known as Tsypkin's locus, therefore it is possible to calculate a hysteresis width which will maintain the switching frequency inside safe operational range preventing to exceed the maximum switching frequency of semiconductor devices.                  The dynamic response of the control system under balanced and unbalanced voltage faults is enhanced by the application of demagnetizing current for fast natural flux clearance. The demagnetizing current is supplied using the original controller by modifying the torque and reactive power references.                     The operation of the controller and the ideas presented in this thesis have been verified through simulations made in National Instruments\textsuperscript LabVIEW and Matlab Simulink.
    • Solución Numérica de Problemas de Mecánica de Sólidos para Cuerpos con Grietas y/o Inclusiones

      Romero Medina, Víctor M. (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2009-01-15)
      El trabajo de investigación esta? enfocado en la aplicación de un me?todo nume?rico novedoso, denominado Me?todo de Puntos de Frontera, a la solución de las ecuaciones integrales en la frontera que se presentan en el estudio de meca?nica de cuerpos deformables, lo que permite reducir en una dimensión el ana?lisis en cuestión. Principalmente lo aplicamos a la solución de los siguientes problemas: 1. El segundo problema de elasticidad esta?tico de cuerpos homoge?neos en dos dimensiones, 2. El segundo problema de elasticidad esta?tico de cuerpos homoge?neos con grieta en dos dimensiones, 3. El segundo problema de plasticidad esta?tico de cuerpos homoge?neos en dos dimensiones, y 4. El segundo problema de elasticidad dina?mico de cuerpos homoge?neos con grieta en dos dimensiones. En el me?todo se utilizan funciones de aproximación tipo Gauss, lo que representa una gran ventaja de este modelo, ya que no se requiere discretizar la frontera en pequen?os elementos como en el BEM, sino que nos permite definir una cantidad finita de nodos o puntos sobre la frontera de los que sólo se requiere conocer caracteri?sticas geome?tricas tales como sus coordenadas y la orientación de vectores unitarios normales a la frontera en dichos puntos. Esto nos lleva a definir los componentes de la matriz de coeicientes mediante el ca?lculo anali?tico de integrales estandar cuyos valores se pueden guardar fa?cilmente en la memoria de la computadora para ser utilizados posteriormente en el ca?lculo de esfuerzos en el interior del dominio de solución, alcanzando una gran precisión. Los resultados obtenidos para los diferentes problemas son comparados con soluciones exactas existentes en los casos (1), (2) y (4), con resultados experimentales, como en el caso del factor de intensidad de esfuerzos del problema (2), y con modelos nume?ricos de elementos finitos en el caso del problema (3), mostrando gran precisión en la solución.
    • SQL2X QUERY : una herramienta para transformar expresiones de SQL a expresiones XQUERY para consultar repositorios de datos XML

      Francisco Javier Cartujano Escobar; FRANCISCO JAVIER CARTUJANO ESCOBAR (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2002)
    • Studies on CIS thin Films Deposited by R. F. Sputtering and CdS Nanoparticles Deposited by Microwave Assisted CBD for Photovoltaic Aplications

      Sampedro Soberanis, Rodrigo C. (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2009-12-01)