Proyectos de investigación – Doctorado

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IEEE 802.11 en presencia de tráfico e interfaces de red heterogéneos

13-I

Alumno: Emilio Rafael Olvera Ochoa
ProfesorDr. Ví­ctor Manuel Ramos Ramos

Resumen: El objetivo de esta investigación es conocer los mas recientes avances dentro de la familia de tecnologías Wi-Fi en el contexto de su expansión en tres áreas clave definidas: Aumento en la tasa de transmisión, extensión del estándar para cobertura de largo alcance y facilidad de uso. Se presentan fundamentos que permiten vislumbrar que el despliegue de las tecnologías basadas en el estándar IEEE 802.11 mantendrá su auge en los años venideros dentro de un ecosistema heterogéneo que permitirá satisfacer la creciente demanda de comunicación ubicua a gran escala. Como parte de la actual investigación doctoral se esta trabajando en el desarrollo de técnicas que permitan atenuar el efecto de la terminal oculta, hecho de gran relevancia en los futuros escenarios de operación donde la coexistencia y el fenómeno de la interferencia entre BSS traslapados representan uno de los mayores retos que enfrentara el despliegue intensivo de esta tecnología..

Objetivo general

Objetivos específicos


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Propuesta de un Sistema Paralelo para el Procesamiento de Datos Multidimensionales en la Segmentación de Imágenes Cerebrales de Resonancia Magnética

13-P

Alumno: Juan Manuel Guzmán Salas
ProfesoraDra. Graciela Román Alonso

Resumen: desarrollo tecnológico de las últimas décadas ha permitido la generación de imágenes médicas que de otra forma serían invisibles a simple vista, además que, con el incremento en resolución y cantidad de imágenes, se ha hecho necesario el uso de sistemas automáticos que ayuden con el procesamiento y análisis de las mismas. En específico, los algoritmos para la separación e identificación de clases, se conocen como algoritmos de segmentación. Obtener una segmentación rápida, que garantice una información lo más exacta posible es de vital importancia para muchas áreas de la ciencia. Para aumentar la velocidad de respuesta, además de mejorar los procedimientos de segmentación, se puede aprovechar la velocidad de procesamiento que ofrece el cómputo paralelo.

Objetivo general

Objetivos específicos


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Estudio de la dinámica de las redes complejas y su aplicación en la construcción de redes P2P sin estructura regular

13-O

Alumno: Alejandro Domingo Velazquez Cruz
ProfesorDr. Ricardo Marcelí­n Jiménez

Resumen: El estudio de la dinámica de las redes complejas tiene como objeto identificar la manera en que la misma incide en sus propiedades estructurales, esto debido a que los cambios que sufren modifican características de la red como la tolerancia a fallas y ataques, tiempos de búsqueda, propagación de información, e incluso en la congestión de la red. Interesa estudiar mecanismos que permitan manejar la estructura de la red de forma dinámica para conservar las funciones que se soportan, hasta donde esto sea factible, sin perder de vista el costo o los riesgos que podría implicar. Luego, se desea aplicar estos mecanismos al caso de las redes P2P sin estructura regular.

Objetivo general

  • Estudir de la dinámica de las redes complejas y su aplicación en la construcción de redes P2P sin estructura regular.

Objetivos específicos

  • Reconocer las propiedades estructurales de las redes complejas, que son deseables para la construcción de un sistema de telecomunicaciones.
  • Reconocer las condiciones bajo las cuales, un sistema de telecomunicaciones puede beneficiarse de una estructura de red compleja.
  • Proponer mecanismos para la formación de redes complejas que puedan aplicarse en la construcción de sistemas de telecomunicaciones.

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Simulación paralela de procesos capilares en medios porosos utilizando un cluster heterogéneo

13-O

Alumno: Jorge Matadamas Hernández
ProfesoresDra. Graciela Román Alonso y Dr. Fernando Rojas González

Resumen: Actualmente un tema de investigación es la síntesis y el estudio de las propiedades topológicas y estructurales de los nanomateriales clasificados como medios porosos. La descripción completa de esas propiedades permitiría predecir con precisión su comportamiento y encontrarles nuevas aplicaciones o mejorar las ya existentes; un ejemplo de estas aplicaciones es su utilización como adsorbentes para descontaminar aguas de deshecho, donde las características del medio poroso a utilizar dependen del tipo de contaminante. El estudio de los materiales porosos se hace en un laboratorio utilizando técnicas como el proceso Sol-Gel para su síntesis y los procesos de sorción de nitrógeno y porosimetría de mercurio para su caracterización; además es necesario el desarrollo de un modelo teórico que permita comprender los resultados experimentales. El modelo dual de sitios y enlaces es el modelo teórico, en desarrollo, propuesto por investigadores de la UAM-I para el estudio de los medios porosos; se basa en la simulación y análisis de redes porosas y distintos procesos capilares que suceden en su interior. Dichas simulaciones requieren del procesamiento de millones de elementos, lo cual es difícil de lograr con los modelos de programación secuenciales. En este trabajo se investigan y se proponen algoritmos paralelos (pensados para un cluster heterogéneo) para la simulación y visualización de redes porosas y los procesos capilares de sorción de nitrógeno y porosimetría de mercurio.

Objetivo general

  • Desarrollar un simulador paralelo de procesos capilares en medios porosos que soporte la construcción de redes porosas siguiendo el Modelo dual de sitios-enlaces, la simulación de uno o más procesos capilares, y la visualización de dichos procesos en tiempo de ejecución.

Objetivos específicos

  • Hacer un estado del arte de los problemas asociados con la programación heterogénea paralela; en particular el particionamiento dinámico del problema y la distribución dinámica de carga en GPUs.
  • Hacer un estudio de los problemas asociados con la visualización en paralelo.
  • Hacer un estudio de los procesos capilares que tienen lugar en medios porosos.
  • Diseñar e implementar algoritmos paralelos para la construcción de redes porosas, utilizando un enfoque de programación heterogénea paralela.
  • Diseñar e implementar algoritmos paralelos para la simulación y visualización de uno o más procesos capilares en medios porosos, utilizando un enfoque de programación heterogénea paralela.
  • Desarrollar un ambiente de ejecución, ya sea como una aplicación o como un servicio web, que facilite la utilización del simulador y que esté basado en una arquitectura de software escalable (al cual se le puedan agregar o cambiar funcionalidades
    fácilmente)

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Delimitación de Fronteras Electorales Pareto-Óptimas Mediante Recocido Simulado Multi-Objetivo

13-O

Alumno: Alejandro Lara Caballero
ProfesorDr. Miguel Ángel Gutiérrez Andrade

Resumen: La presentación aborda la definición de fronteras electorales con base en el concepto de óptimo de Pareto utilizando Recocido Simulado Multi-objetivo. El diseño de zonas electorales tiene como objetivo formar distritos que constituyan la base para organizar la participación y representación ciudadana mediante una serie de condiciones como equilibrio poblacional, conexidad y compacidad geométrica. El Recocido Simulado es un algoritmo de búsqueda meta-heurística que se ha aplicado a diversas optimizaciones combinatorias con buenos resultados.

Objetivo general

  • Desarrollar un modelo de optimización multiobjetivo que cumpla los requerimientos, principios y restricciones propias al problema de distritación de zonas geográficas, y plantear nuevos algoritmos heurísticos eficientes que lo resuelvan

Objetivos específicos

  • Realizar un estudio y análisis de los modelos multiobjetivos y técnicas actuales enfocados al problema de distritación
  • Definir los componentes de las funciones objetivo a optimizar que mejor describan el problema de distritación
  • Proponer la medida de compacidad más adecuada al diseño de zonas geográficas. Debido a que no existe una medida o definición universal de compacidad es necesario valorar y definir la medida que genere mejores zonas geográficas
  • Desarrollar un algoritmo heurístico enfocado al problema de distritación que aborde áreas de oportunidad de las técnicas existentes
  • Evaluar el modelo propuesto en un caso de estudio y compararlo con otras propuestas de optimización, en términos de eficiencia computacional y calidad de las zonas generadas. Se considera el uso de métricas comunes al problema de distritación como la aproximación al conjunto de Pareto, con respecto al número de soluciones identificadas, así como en términos de convergencia y distribución del frente.

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Optimización de Mecanismos para la Difusión de Información en Redes Vehiculares

13-O

Alumno: Salvador González Arellano
Profesor: Dr. Ví­ctor Manuel Ramos Ramos

Resumen: Las comunicaciones vehiculares han tenido un crecimiento acelerado, así como de gran relevancia para diversos organismos interesados en la eficiencia en el transporte vehicular. Como ejemplo de esto, el departamento de transporte de los Estados Unidos ha realizado grandes esfuerzos por integrar los sistemas de transporte inteligente desde 1996. Actualmente, se cuenta una amplia gama de estándares en cooperación con diversas organizaciones para formar un sistema de transporte inteligente robusto. Se espera que las redes vehiculares logren ofrecer una gran variedad de servicios como advertencias sobre alguna violación de las señales de tránsito, asistencia para girar en las intersecciones, prevención cooperativa de accidentes, advertencias en puntos ciegos, control de cruce cooperativo, prevención sobre la velocidad en las curvas, por mencionar algunos. En este trabajo, nos concentramos en el proceso de difusión de información. Dicha difusión (broadcast) de mensajes, es parte fundamental para el funcionamiento de las aplicaciones de seguridad para los pasajeros. Por ejemplo, si ocurre un accidente, es necesario difundirlo para alertar a los vehículos cercanos y que estos puedan tomar precauciones. Con el fin de alertar oportunamente a todos, o a la mayoría de vehículos cercanos a un evento de emergencia, es deseable que la difusión de mensajes tenga una alta tasa de entregas, así como de un bajo retardo. Por tal motivo, es de nuestro particular interés el análisis de mecanismos para la difusión de información en redes vehiculares, estudiando diversas técnicas propuestas en la literatura, así como realizar una nueva propuesta para realizar dicho proceso.

Objetivo general

  • Encontrar mecanismos re cientes de difusión de información para aplicaciones de redes vehiculares

Objetivos específicos

  • Analizar el impacto de los mecanismos propuestos en aplicaciones para redes vehiculares
  • Estudiar la utilidad de los métodos de difusión oportunistas
  • Analizar el impacto de los protocolos de control de acceso al medio (MAC) sobre el desempeño del proceso de difusión en VANETs, tanto a nivel de red como a nivel de aplicación.


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Reconocimiento de Emociones en el Habla Utilizando Técnicas de Aprendizaje Maquinal

14-I

Alumno: Máximo Eduardo Sánchez Gutierrez
ProfesorDr. John Goddard Close

Resumen: Existe un desafío importante en el diseño de interfaces de usuario hombre-máquina con la intención de facilitar el reconocimiento automático de emociones en el habla, aún cuando la investigación llevada a cabo en esta dirección es extensa cuando consideramos clasificadores que realizan la tarea de reconocimiento, poco se ha logrado al cuantificar la utilidad de las neuronas de las múltiples capas en una máquina restringida de Boltzmann en un esquema profundo. Este trabajo explora esta posibilidad.

Objetivo general

Objetivos específicos


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Aplicación de un Estudio Cuantitativo en la UAM-I para la Detección de Necesidades de Información en la Construcción de una Memoria Organizacional Educativa

14-I

Alumno: Cristal Karina Galindo Durán
ProfesorDra. Reyna Carolina Medina Ramirez

Resumen: Una Memoria Organizacional Educativa (MOE) se puede definir como la representación persistente, explícita e intangible de conocimiento e información de una institución educativa para facilitar el acceso y reutilización por los miembros de dicha institución. Para la construcción de una MOE es necesario primeramente detectar las necesidades que posee la institución educativa, para ello se pueden utilizar diversos estudios, como lo son: cuantitativos y cualitativos. En nuestra investigación se ha aplicado un estudio de tipo cuantitativo tomando como caso de estudio a la Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa, de forma concreta a los docentes de las carreras de la Licenciatura en Computación, Ingeniería en Electrónica y del Posgrado en Ciencias y Tecnologías de la Información; así como a docentes del Área de Redes y Telecomunicaciones, lo anterior a fin de detectar sus necesidades de información en la construcción de la MOE.

Objetivo general

  • El objetivo de este proyecto de investigación es proponer e implementar un sistema completo para la gestión semántica de los recursos de una memoria organizacional (SMODAE). Dicho proyecto se apoya en tecnologías semánticas (web semántica, ontologías, etc.) y datos abiertos enlazados.

Objetivos específicos

  • Diseñar una aplicación completa para la gestión semántica de los recursos de una memoria organizacional (SMODAE)
  • Implementar un algoritmo para la generación de índices
  • Se proponen los siguientes módulos:
    • Módulo de análisis del diálogo con el usuario
    • Módulo de gestión de colecciones
    • Módulo de generación de índices correspondientes a los recursos de la memoria corporativa
    • Módulo que implemente la resolución de preguntas que pueda interactuar con otros motores de información
    • Módulo de evaluación de resultado
  • Proponer en base a resultados mejoras en el proceso.

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Eficiencia Energética de Sistemas de Radios Cognitivos

14-P

AlumnoCarlos Salvador Pérez Salgado
ProfesorDr. Enrique Rodrí­guez de la Colina

Resumen: Una red de radios cognitivos se integra por dispositivos de comunicaciones capaces de reaccionar a las condiciones externas en las que operan. Estos dispositivos pueden acceder de forma oportunista a las bandas de frecuencia de otros sistemas cuando estos últimos no efectúan transmisiones, de tal forma que se pueda reducir el desperdicio espectral; asimismo, pueden migrar a otras bandas espectrales cuando existe congestión en las bandas sobre las que operan normalmente. En ambos casos, los radios cognitivos deben proporcionar mecanismos de rápida conmutación de canales, reanudación de enlaces, eficiencia espectral y protección a los usuarios de las bandas a las que acceden de forma oportunista. Uno de los retos de los sistemas de radios cognitivos es encontrar un balance entre la eficiencia espectral y la eficiencia energética en sus comunicaciones, de modo que se maximice el rendimiento de cada unidad de energía que se destina a la transmisión de cada unidad de información.

El objetivo de nuestra investigación es modelar una red de radios cognitivos adaptable que incorpore módulos que efectúen funciones específicas para mejorar la eficiencia energética. Así, además de perseguir la eficiencia espectral y la protección de los sistemas que operan en las bandas espectrales a las que se accede de forma oportunista, también se reduce el gasto energético necesario para maximizar el rendimiento. Aunado al bosquejo del modelo propuesto, se presenta un estudio de la literatura especializada sobre eficiencia energética en sistemas cognitivos y se muestran los resultados que nuestra investigación ha arrojado hasta la fecha.

Objetivo general

  • Diseñar un sistema de comunicaciones energética y espectralmente eficiente, basado en radios cognitivos, para comunicaciones en redes locales ad hoc; el sistema debe mantener al mínimo la interferencia ocasionada a los usuarios primarios.

Objetivos específicos

  • Resaltar los retos y áreas de oportunidad en esta línea de investigación. Identificar en qué funciones cognitivas se puede alcanzar el mayor ahorro energético
  • Analizar una red de radios cognitivos a partir de las características de sus funciones cognitivas para mejorar la eficiencia energética
  • Evaluar el desempeño de los algoritmos propuestos para dos tipos de aplicaciones (una de intercambio de archivos no sensible al retardo y otra de intercambio de mensajes sobre datagramas)
  • Realizar experimentos en dispositivos de radio definido por software (SDR) que validen casos relevantes encontrados en la simulación

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Detección de incendios mediante flujos de video codificados con transformada DCT

14-P

Alumno: Gilberto Gustavo Romero Hernández
ProfesorDr. Luis Martí­n Rojas Cárdenas

Resumen: En este proyecto de tesis se buscará un método para efectuar la detección de incendios a partir de las informaciones contenidas en videos comprimidos bajo alguna norma internacional que utilice las técnicas de compensación de movimiento. Entre estas normas se encuentra el video con formato MPEG II y H.264. Las principales técnicas utilizadas por estas normas son la transformada DCT, la compensación de movimiento y la compresión entrópica. En particular, los datos generados por la DCT y la compensación de movimiento serán utilizados para efectuar la detección de incendios. Utilizar las informaciones representadas por estos datos tiene múltiples ventajas, entre las cuales, la principal está relacionada con el costo computacional. Primeramente, utilizando estas informaciones no es necesario descomprimir el video proveniente de cámaras convencionales, lo cual es un gran ahorro en tiempo de procesamiento. Segundo, es común que las propuestas que trabajan con píxeles realicen la transformación de dominio (DCT, Fourier, etc) y la extracción de información de movimiento, estos dos procesos son costosos y ya están disponibles en los flujos de video comprimido. Este es un segundo factor que permite economizar el uso del CPU. En un trabajo previo hemos demostrado que es posible detectar, con buena precisión, humo translucido a partir de datos de la DCT contenidas en imágenes comprimidas bajo la norma JPEG. En forma más específica, en este trabajo doctoral se buscará, a partir de la información directamente disponibles en el flujo de video, poner en juego información de la textura, de la variabilidad de la luminancia, de los colores, de la translucidez de las imágenes y de movimiento para determinar la presencia de humo en la escena a distancias que puedan alcanzar varios kilómetros.

Objetivo general

  • Proponer un método para efectuar la detección de incendios a partir de las informaciones contenidas en videos comprimidos bajo alguna norma internacional que utilice las técnicas de compensación de movimiento. Entre estas normas se encuentra el video con formato MPEG II y H.264.

Objetivos específicos

  • No utilizar píxeles en la detección de humo, sino la información que se encuentre disponible en el flujo de video codificado.
  • Proponer un algoritmo de reconocimiento que presente un bajo costo computacional, de tal manera que éste pueda ser utilizado en aplicaciones en tiempo real.
  • El algoritmo de detección debe presentar una buena precisión comparable con los mejores métodos reportados en la literatura actual.

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