Jornada de investigación de Doctorandos Enero 2025

Fecha: miércoles 22 de enero de 2025

Organización de las Jornadas

  • La jornada estará organizada en dos sesiones:
    • La primera 15:30 - 16:30
    • Descanso 16:30 - 16:45
    • La segunda 16:45 - 17:45
  • Cada ponente dispondrá de 10 minutos para realizar su presentación más 5 minutos para responder a preguntas.
  • Las ponencias serán presenciales (en la sala de grados de la Facultad de Informática), mientras que la asistencia podrá ser presencial u online (por Google Meet, en un enlace enviado por correo electrónico).

Presentaciones

Sesión 1: 15:30 - 16:30

Ponente Ponencia Resumen
Fernando García Gutiérrez Nuevos enfoques computacionales basados en Inteligencia Artificial para el estudio de las enfermedades neurodegenerativas

Las técnicas de neuroimagen se han convertido en herramientas fundamentales para la investigación de los trastornos neurodegenerativos. Estas técnicas permiten recolectar una gran cantidad de datos de alta resolución sobre la estructura, la funcionalidad y la conectividad del cerebro, esenciales para comprender los cambios neurobiológicos que subyacen a estas enfermedades.   En este contexto, los modelos de inteligencia artificial (IA) se han posicionado como una de las herramientas más prometedoras para el análisis de este tipo de información. La capacidad de los modelos de IA en la identificación de patrones complejos y no lineales a partir de este tipo de imágenes, ha permitido avances significativos en la predicción de la evolución clínica y cognitiva de los pacientes.   En esta línea, el trabajo presentado se centra en el diseño y desarrollo de modelos de IA capaces de integrar datos multimodales procedentes de distintas técnicas de neuroimagen, así como información sobre la conectividad cerebral. Mediante modelos basados redes neuronales profundas y enfoques de aprendizaje supervisado y no supervisado, se presentan modelos que persiguen predecir el declive cognitivo asociado a estas patologías. Los resultados esperados tienen el potencial de mejorar la identificación temprana de pacientes en riesgo, optimizar estrategias de intervención y contribuir al desarrollo de herramientas con aplicaciones clínicas directas..

Félix Tena Lara LSTM Neural Network Wearable System for Blood Glucose Prediction

En este trabajo abordamos el uso de Long Short-term Memory Neural Networks (LSTM) para predecir los niveles de glucosa en sangre en sistemas wearables. Las redes neuronales LSTM, diseñadas para series temporales, combinan memoria a largo y corto plazo para mantener información casi inalterada a través del tiempo. Además, son unas redes neuronales simples computacionalmente lo que las hace adecuadas para dispositivos wearables. En una primera fase se comparan diez modelos de redes neuronales de última generación utilizando el conjunto de datos OhioT1DM, evaluando su precisión en predicciones de 30, 60 y 120 minutos. En una segunda fase implementamos uno de los modelos en una FPGA. Primero implementamos la versión más fiel que nos permite la FPGA que usamos como referencia. Después aplicamos distintas técnicas de optimización, en el consumo de energía sobre ese modelo. Por último, hemos creado una versión en Android y otra en iOS para poder comparar el modelo optimizado con los dispositivos wearables que más usamos, los smartphones. Finalmente, se concluye que las redes neuronales LSTM optimizadas son prometedoras para sistemas portátiles de predicción de glucosa, con futuras investigaciones enfocadas en un selector de redes neuronales y una herramienta software que sea capaz de generar LSTMs sobre FPGAs de manera rápida y sencilla.

Alejandro Villar Rubio Tutorización interactiva en entornos virtuales para entrenamiento ante emergencias. La realidad virtual es una tecnología con gran potencial para su uso en procesos de aprendizaje y entrenamiento de profesionales. El entrenamiento para situaciones de emergencia radiológicas supone un gasto de recursos muy elevado, por lo que el uso de esta tecnología puede ser de gran ayuda. Sin embargo, el perfil de los usuarios que se enfrenta a este tipo de situaciones no suele tener relación con esta tecnología. Esta falta de familiaridad en su uso puede suponer una barrera para un aprendizaje efectivo. Los tutoriales de videojuego han demostrado ser de gran utilidad para minimizar este problema. Este estudio busca conocer las diferencias en el compartimento entre los diversos perfiles de profesionales que participan en estos procesos de entrenamiento. Teniendo en cuenta estos perfiles, se analizará el impacto que tiene el uso de estos tutoriales en su aprendizaje. Para ello, se ha creado una experiencia inmersiva adaptada a estas simulaciones donde se combinan etapas de aprendizaje y de práctica. Los resultados obtenidos muestran diferencias significativas en el comportamiento entre los diferentes perfiles de usuarios, principalmente en base a la edad. Además, se observa una mejora sustancial en los resultados tras el proceso de tutorización interactiva.
Bassel Weiss Data Analysis and Anomaly Detection in a Wind Farm using machine learning. My research focuses on detecting anomalies in turbine performance at offshore wind farms using data-driven approaches. Leveraging the k-Nearest Neighbors (k-NN) algorithm, I analyze power output data against wind speed to identify deviations from expected performance. The study includes preprocessing data through normalization and noise filtering and tuning the model to optimize sensitivity and minimize false positives. Preliminary findings highlight patterns of anomalies due to factors like wake effects and aging turbines. This work aims to enhance predictive maintenance, operational efficiency, and the overall reliability of wind farm systems.

Sesión 2: 16:45 - 17:45

Ponente Ponencia Resumen
José Miguel Espinosa Martínez Mantenimiento predictivo de compresores de una refinería..

La detección de anomalías en procesos industriales, especialmente en unidades compresoras de refinerías, es fundamental para el mantenimiento predictivo y la toma de decisiones de mantenimiento. Este proceso aporta información crucial durante los procedimientos de refinado de petróleo. Los métodos tradicionales de detección de anomalías resultan insuficientes ante la creciente complejidad y el volumen de datos actuales. Los patrones anómalos son difíciles de identificar debido a la alta dimensionalidad que suele aparecer en la estructura de los datos (por ejemplo, al trabajar con imágenes y textos) y a los patrones temporales que evolucionan a lo largo del tiempo. Además, los dispositivos industriales requieren cada vez más la capacidad de detectar anomalías a gran escala para maximizar su disponibilidad. Por esta razón, aplicar los modelos convencionales se ha vuelto más complicado, ya que a menudo no logran identificar anomalías en estos casos. El objetivo principal de esta presentación es, de forma sucinta, evaluar diferentes combinaciones de técnicas de detección de anomalías. Se comenzará con una visión general de los enfoques univariantes (estadísticos) y multivariantes (basados en la reducción dimensional mediante variedades) y se concluirá con la presentación de un conjunto de enfoques y algoritmos basados en aprendizaje profundo para abordar este problema..

Handy Kurniawan Noise-aware Compilation Technique for Enhanced Fault-tolerant Preparation of Polar Codes States.

Quantum error correction (QEC) is a fundamental technique essential for building a feasible quantum computer. However, with current technology, implementing QEC remains resource-intensive, requiring both quantum and classical resources. One potential way to reduce these resource demands is by optimizing the state preparation process for QEC, specifically by increasing the success rate of obtaining an accepted state. This improvement is achieved through a noise-aware compilation technique, which is the focus of my ongoing research. By tailoring the compilation process to the specific noise characteristics of a quantum processor, this method enhances the overall fidelity of quantum algorithms. This is particularly beneficial for superconducting quantum processors with limited connectivity. The focus of this presentation is to demonstrate the effectiveness of the noise-aware compilation technique towards the state preparation in QEC by using quantum polar codes as a case study on real superconducting quantum processors with limited connectivity.

Jacinto Perez Garcia Identificación de patrones anómalos en la comunicación de protocolos DNP 3.0 en Sistemas de Control Industrial (SCADA). Presentación del desarrollo que se está realizando para en el trabajo de investigación para la identificación de patrones erróneos en la comunicación de protocolos DNP 3.0 (Distributed Network Protocol) en sistemas de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA) utilizados para controlar y monitorear procesos industriales en entornos críticos de los sistemas eléctricos. Análisis del estado de arte de los protocolos de control industrial (SCADA), haciendo énfasis en su estructura de comunicación. Búsqueda y análisis del estado de arte de técnicas de identificación de patrones anómalos en protocolos de comunicación. Diseñar un prototipo de identificación de patrones erróneos en la comunicación, con un enfoque cualitativo, aportando un diseño exploratorio, descriptivo o explicativo, de esta manera centrarse en la comprensión a profundidad del fenómeno. Evaluar el mecanismo para la detección temprana de errores y anomalías en los datos transmitidos a través de los protocolos de comunicación, incluyendo la verificación de integridad de las tramas transmitidas. Objetivo: la detección de anomalías en la comunicación entre dispositivos para prevenir eventos corruptivos y fallos en la comunicación de manera proactiva, salvaguardando la integridad, confidencialidad y disponibilidad en los entornos críticos de los sistemas eléctricos.
Diego Garcés Casao Procesado automatizado mediante Inteligencia Artificial de notas de texto sobre revisiones de Producciones Cinematográficas. Durante la producción de una película de animación, los supervisores y directores se reúnen diariamente para evaluar el material no acabado. A lo largo de los múltiples años necesarios para terminar una producción, se generan miles de notas de texto describiendo arreglos necesarios. Estas notas se distribuyen manualmente a los departamentos encargados de resolverlas. Sin embargo, siendo un proceso manual, muchas notas se asignan de forma incorrecta o bien se pasan por alto, impactando negativamente en la calidad de la película final. En esta tesis se han investigado métodos basados en el uso de inteligencia artificial, y en concreto modelos de lenguaje, para clasificar de forma automática estas notas y asignarlas a los departamentos que podrían solucionarlas. Se han realizado pruebas con modelos encoder-only, tanto mediante transfer-learning como realizando el fine-tuning completo. También se han evaluado modelos decoder-only, usando in-context learning y también aplicando QLoRA para re-entrenar el modelo con datasets conteniendo notas de revisiones reales. Como modelos encoder-only se han usado BERT y algunas de sus variantes, y como modelo decoder-only se ha usado Llama2 en su variante con 7 billones de parámetros. Los dataset utilizados han sido extraídos de producciones reales realizadas en un estudio ubicado en Madrid, llamado Skydance Animation Studios. Se han obtenido buenos resultados de clasificación, con valores del F1-Score llegando a 0.98 para algún departamento en las mejores condiciones, siendo las mejores opciones el método de fine-tuning usando modelos encoder-only cuando disponemos de bastantes datos de la película que queremos clasificar, mientras que si aún no tenemos suficientes datos, hacer el fine-tuning de un decoder-only muestra mejor comportamiento. .