A Blockchain-based e-Voting system

Estudiante: Miguel de Ávila

Asesor: Harold Enrique Castro Barrera

Periodo: 201920

Descripción: Blockchain technology has been presented in recent years as revolutionary and has seen many uses in diverse areas. This paper presents a Blockchain-based e-Voting scheme. We present the system architecture, model, and protocol for our e-Voting solution and then present an operational evaluation of our system. We identify key strengths and weaknesses of using Blockchain as a platform for an electronic voting system.

Bounded Generics Over Constants in Rust

Estudiante: Christian Poveda

Asesor: Nicolas Cardozo Alvarez

Periodo: 201910

Descripción: Esta tesis estudia e implementa mecanismos de abstracción de constantes para la definición de funciones y objetos para el lenguaje de programación Rust. El uso de constantes para la definición de tipos compuesto o funciones es muy utilizado, por ejemplo definiendo funciones sobre arreglos de diferentes tamaños. Sin embargo, en Rust, funciones sobre arreglos deben ser definidas para cada una de los tamaños de los arreglos con los que se quiere trabajar, llevando a la repetición de código en la definición de cada una de ellas. Éste trabajo ofrece una forma de definir restricciones constantes sobre las definiciones de funciones y objetos. De esta forma, es posible abstraer el uso de las constantes a predicados más generales. Para lograr esto, se implementó un motor de ejecución simbólica que hace interfaz con el compilador de Rust para verificar la congruencia entre distintas constantes definidas como valores paramétricos de tipos genéricos. Esta implementación es el primer paso para permitir la definición e implementación de tipos dependientes para Rust.

Comparison of Underlying Data Structures for Distributed Ledgers

Estudiante: Sebastián Sanchez

Asesor: Nicolas Cardozo Alvarez

Periodo: 201910

Descripción: No es claro qué es, ni para qué sirve un blockchain. Esta tesis presenta un primer estudio para entender estas estructuras de datos tan famosas en los últimos años. Para entender más los blockachains, realizamos un estudio comparativo entre distintas posibilidades para implementarlos. Nuestro estudio evalúa los distintos blockhains desde su perspectiva de estructuras de datos distribuidas. En particular evaluamos tres distintas implementaciones de blockchains, comparando su desempeño (en cuanto a latencia y throughput) y los atributos de calidad de un blockchain. Entre los resultados encontrados en la tesis, vemos que la popular implementación de blockchain, es la estructura menos apropiada para implementar dicha tecnología.

ARspace: Augmented Reality and Visual Analytics for Improving and Monitoring the Quality of Public Space - Case: Las Nieves Neighborhood in Bogota, Colombia

Estudiante: Daniel Salamanca Díaz

Asesor: Jose Tiberio Hernandez Peñalosa

Periodo: 201910

Descripción: Public space is a prerequisite for sustainable living, and it should be planned with the citizens´ needs as a starting point. In this paper, the process to carry out a collaborative environment is explained in order to support the improvement of the quality of public space through direct participatory processes. After analyzing previous works, a different approach was explored: generation of data and information based on people’s proposals and ideas and not on reports or complaints about the current state of public space. Augmented reality was chosen as a way for creating proposals and visual analytics in order to support collaboration and decision-making processes. Results showed a high level of acceptance by the stakeholders and, despite the difficulty in district institutions to work collaboratively and involve citizens, they acknowledged it is necessary to have comprehensive and inclusive visions to manage public space.

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Simulador Multimodal De Entrenamiento En Reducción De Fracturas Como Módulo De Residencia

Estudiante: David Mayorga

Asesor: Jose Tiberio Hernandez Peñalosa

Periodo: 201910

Descripción: El modelo Halsted para el aprendizaje de habilidades en el quirófano ortopédico ha demostrado debilidades por la poca interacción que tienen los residentes ocasionando una lenta curva de aprendizaje en prácticas motrices. Tomando como base un prototipo básico para entrenamiento en reducción de fracturas, desarrollado en IMAGINE [1] se realizó un análisis para extenderlo y así ofrecer una herramienta integrable dentro del proceso formal de formación de cirujanos ortopédicos. El prototipo, resultado de este proceso, cuenta con un ambiente háptico y realidad virtual, en el que se pueden proponer retos de diferentes tipos de fractura incluyendo distintos elementos que incrementan la complejidad (tejidos presentes, por ejemplo). Adicionalmente se parametrizó el proceso de evaluación de desempeño permitiendo definir métricas adicionales durante el entrenamiento en la reducción o editar la dificultad fuera de la aplicación. Para la validación se agregaron como casos de uso las fracturas de tercio medio de clavícula derecha y radio distal. Igualmente se incluyó la nueva métrica de abordajes erróneos a tejidos vasculares y nerviosos. La evaluación fue realizada con grupos de residentes teniendo en cuenta si habían usado el simulador (Grupo R-OH) o si no, tomando en cuenta el tiempo de formación en la residencia. (Grupo R1/R2 y Grupo R3/R4). Para controlar que la inexperiencia con los dispositivos no afectara el desempeño, se realizó un tutorial previo garantizando las mismas habilidades de interacción con los dispositivos hápticos para cualquier evaluado. La validez de construcción mostró que el grupo R-OH tuvo mejores resultados en todas las métricas: la experiencia que tienen en la herramienta se nota a pesar de resolver fracturas nuevas. Entre los que no habían usado la herramienta el grupo R3/R4 tuvo mejores resultados. En la validez de apariencia hay una satisfacción general en usabilidad y desarrollo inmersivo con sugerencias de mejoras en la interacción háptica.

Extracción De Trayectorias De Personas En Espacios Cerrados A Través De Una Red De Cámaras

Estudiante: Cynthia Ochoa

Asesor: Jose Tiberio Hernandez Peñalosa

Periodo: 201910

Descripción: This project aims to propose a system to extract trajectories performed by people in a closed space through videos from a camera network. This system is composed by four components: (i) people identification, (ii) people re-identification, (iii) generation of trajectories, and (iv) visualization of trajectories where components (i) and (ii) develop the video processing. On the one hand, identification was carried out using a pre-trained model called Mask RCNN based on regional convolutional neural networks. On the other, re-identification employes XQDA, which is a method to learn a subspace of the image characteristics with the aim og separating images from different people and gathering images which belong to the same person. The system was tested with videos of the General Library of the university getting results consistent with the methods used.

Definición y Seguimiento de Rutas Tridimensionales para Drones apoyados en Realidad Virtual

Estudiante: Nelson Andres Sanchez Otalora

Asesor: Mario Fernando de la Rosa

Periodo: 201820

Descripción: Este trabajo busca como objetivo principal asistir la definición de rutas geométricas de un dron en escenarios exteriores para las personas que no son expertas en el control de estas aeronaves. Se propone como solución una arquitectura de integración de dos componentes: una componente funcionando en un ambiente de realidad virtual y otra funcionando en un ambiente real. La funcionalidad de la componente de realidad virtual permite realizar la definición y simulación de rutas de vuelos para un dron en un ambiente virtual 3D genérico usando técnicas de Interacción Humano-Robot. Las rutas construidas pueden ser ejecutadas automáticamente y validadas en un escenario real con la segunda componente.

Extensión del sistema oportunista UnaCloud para el aprovechamiento de GPUs en Máquinas Virtuales

Estudiante: Juan Pablo Vinchira

Asesor: Harold Enrique Castro Barrera

Periodo: 201810

Descripción: El desarrollo de este proyecto hizo posible aprovechar los recursos de GPU a través de máquinas virtuales desplegadas por el sistema de computación oportunista UnaCloud, las cuales son capaces de ejecutar tareas de HPC, como renderizado de escenas 3D y procesamiento de imágenes satelitales. Lo anterior abre un mundo de posibilidades en el campo empresarial y de investigación que permitirá un mejor aprovechamiento de los recursos computacionales de estaciones de trabajo, lo que puede potencialmente reducir los costos de inversión en nueva infraestructura dedicada para proyectos que la requieran. A partir de los objetivos alcanzados en este proyecto, otros investigadores pueden aprovechar infraestructuras virtuales con recursos de GPU sabiendo que podrán obtener un desempeño muy cercano al de una máquina física sin la necesidad de realizar todo el estudio previo requerido y además apoyándose en las herramientas aquí presentadas.

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Aprendiendo a tocar guitarra en un ambiente de realidad aumentada con Hololens

Estudiante: Carlos Felipe Torres Jimenez

Asesor: Pablo Alejandro Figueroa Forero

Periodo: 201810

Descripción: En este estudio se probó si con una aplicación de realidad aumentada es posible tener una experiencia significativa aprendiendo cómo tocar la guitarra para estudiantes con un nivel de experiencia intermedio. La motivación para este trabajo tuvo su fundamento en la búsqueda de nuevos usos de la realidad aumentada y virtual y en hallar cómo se pueden combinar de maneras significativas. Se desarrolló una aplicación en realidad aumentada para enseñar una lección de guitarra, con la ayuda de un profesor real intercomunicado. Fue construida para ser usada en el dispositivo Hololens utilizando el motor de desarrollo de videojuegos Unity 3D, así como una aplicación de escritorio para el profesor, utilizando casi la misma tecnología. Se realizó un estudio etnográfico con el proposito de entender mejor los resultados y obtener las tareas más adecuadas de la clase de guitarra para implementar en el prototipo. La primera fase de las pruebas muestra una aceptación muy buena con una calificación de 4.6 sobre 5 hacia la herramienta de enseñanza en realidad mixta. El 77.3% que los estudiantes que tomaron la prueba aprendieron la lección enseñada por el profesor. Los resultados sugieren que es posible aprender a tocar la guitarra de forma remota con la aplicación propuesta.

VR Salsa: Aprender a bailar en realidad virtual

Estudiante: Juliana Montes Maestre

Asesor: Pablo Alejandro Figueroa Forero

Periodo: 201810

Descripción: VR Salsa fue el desarrollo de un ambiente en realidad virtual para enseñar a personas a bailar. El objetivo era diseñar una herramienta que diera un espacio seguro para que la gente que no se siente cómoda con el baile pudiera aprender a su ritmo. Se probó con usuarios la efectividad de la herramienta y sus cualidades, y se registraron los resultados.

Interacciones Humanas en Ambientes Colaborativos de Realidad Virtual Heterogéneos Distribuidos

Estudiante: Jesus Sebastian Lopez Pacheco

Asesor: Pablo Alejandro Figueroa Forero

Periodo: 201720

Descripción: Los recientes avances en Realidad Virtual (RV) y Realidad Mixta (RM) han permitido que los Ambientes Colaborativos de Realidad Virtual (ACRV) tengan la posibilidad de tener a grupos de personas conectados desde diferentes partes del mundo, trabajando en un mismo objetivo. Resultados de estos avances han llegado a ser simuladores de entrenamiento, salas de trabajo grupal, herramientas de modelado de productos, entretenimiento, entre otros. En estos ambientes la mayoría de veces las interacciones que tienen los usuarios son heterogéneas. Es decir, cada usuario asume un rol diferente. Lo que queremos evaluar en este proyecto son las interacciones con un mismo rol (homogéneas) porque presentan el reto de encontrar la forma de balancear las capacidades de cada dispositivo para tener una experiencia uniforme. Por esta razón decidimos evaluar este tipo de interacciones en un ACRV Heterogéneo. En nuestro trabajo encontramos que es posible la creación de ambientes que soporten este tipo de interacciones pero es necesario establecer una arquitectura que las soporte, además de un sistema de reglas para balancear las capacidades de cada dispositivo conectado.

Herramienta visual para exploración de datos en una cohorte de niños canguro durante su primer año de vida

Estudiante: Deisy Diaz

Asesor: Jose Tiberio Hernandez Peñalosa

Periodo: 201710

Descripción: La Fundación Canguro creada en Colombia en 1994 ha ayudado a niños prematuros y/o de bajo peso al nacer por medio del Programa Madre Canguro (PMC), ayudándolos a enfrentar un entorno para el cual sus organismos aún no están preparados. En el desarrollo de esta labor la Fundación Canguro ha recolectado una base de datos longitudinal de más 33.000 niños en 23 años, por cada registro hay un total de 47 variables. Con una fuente de datos tan rica como esta es posible generar conocimiento, pero la búsqueda de Insights que ayuden a generarlo puede ser una tarea desalentadora. En este documento se presentan los resultados de un proyecto de Visual Analytics (VA) que ha permitido a expertos de la Fundación Canguro visualizar la información de una manera diferente permitiéndoles encontrar Insights, apoyar algunas hipótesis y generar otras nuevas. Se propone un modelo de proceso que podría ser aplicado en aquellos dominios en donde los analistas requieren evaluar los efectos de un evento específico en el tiempo, dicho modelo considera 4 fases: Entorno (antes del evento), Embarazo (desarrollo del evento), Nacimiento (evento), Crecimiento (después del evento) y es representado en una herramienta de Analítica Visual, que se desarrolla siguiendo una metodología propuesta centrada en el usuario, aprovechando el conocimiento y apoyo brindado por la Fundación Canguro. Se usaron técnicas avanzadas de visualización proponiendo una forma de representar las tendencias de crecimiento, por medio de diagramas de series de tiempo con algunas modificaciones en las escalas que permiten comparar el crecimiento de los niños prematuros con estándares usados por organizaciones de la salud para evaluar el crecimiento infantil.

Emotion-Gamified Tools for Blended and Online Courses

Estudiante: Ricardo Calle

Asesor: Olga Mariño Drews

Periodo: 201620

Descripción: Esta tesis presenta una propuesta para utilizar la gamificación en cursos semipresenciales y en línea, en particular cursos masivos y abiertos (MOOC). Se consideran elementos diferentes de los conductuales, tales como, emociones y modelos afectivos. El objetivo de este trabajo es definir un sistema capaz de incluir un modelo afectivo del usuario, elementos de gamificación y emociones y un software basado en reglas, para configurar el uso de estos elementos en una plataforma de aprendizaje (LMS).

Análisis y diseño de un modelo de optimización para el manejo eficiente de la energía en redes de comunicaciones, basado en la adaptación de la velocidad de los enlaces.

Estudiante: Sandra del Pilar Hernández Velandia

Asesor: Yezid Enrique Donoso Meisel

Periodo: 201610

Descripción: A pesar de ser un invento reciente en la historia de la humanidad, es difícil imaginar el mundo moderno sin Internet. De hecho, es muy es común que las nuevas generaciones nos pregunten constantemente cómo fue que sobrevivimos sin Internet. Al mismo tiempo, es paradójico que quienes no conciben un mundo sin Internet, tengan dentro de sus mayores preocupaciones el daño medioambiental que el estilo de vida moderno causa sobre el planeta. Si se relacionan los dos elementos Internet y daño medioambiental, surgen preguntas como ¿Cuál es la huella de carbono de Internet?, o dicho de otra forma, ¿cuál es el impacto o marca que deja en el planeta el uso de la tecnología asociada a Internet? ¿hay formas de reducir el impacto de la tecnología en el medio ambiente?, ¿hay algo que se pueda hacer desde el campo de las redes IP para contribuir con la conservación del planeta? Son estas las preguntas que motivaron esta investigación.

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Sistema basado en ontologías para el análisis de rocas sedimentarias y la construcción de reportes petrográficos

Estudiante: Andrés Rodríguez

Asesor: Olga Mariño Drews

Periodo: 201610

Descripción: La clasificación de rocas sedimentarias es un proceso crucial en la búsqueda de recursos naturales como el petróleo. Este proceso es intensivo en conocimiento y lo hace un geólogo experto en el tema. Esta tesis propone un sistema basado en ontologías que permita realiza el proceso de forma semiautomática y generar automáticamente el reporte de la clasificación. La tesis incluye el diseño y desarrollo de un sistema para apoyar la clasificación de rocas sedimentarias y la creación de su posterior informe petrográfico. El sistema se base en una ontología que incluye los aspectos clave relacionados con la caracterización de rocas sedimentarias: composición mineralógica, granulometría, características texturales y descripciones cualitativas. Para la realización del sistema se utilizó y validó una metodología de ingeniería ontológica. La implementación del sistema incluye su uso como una herramienta educativa para la formación de profesionales o estudiantes.

Aprendizaje de Instrucciones Multimodales para Interacción Humano-Robot

Estudiante: Carlos Saith Rodríguez Rojas

Asesor: Mario Fernando de la Rosa

Periodo: 201610

Descripción: Este trabajo muestra el diseño, implementación y evaluación de un sistema de interacción Humano-Robot que le permite a un robot aprender instrucciones multimodales de voz y gesto corporal dadas por un usuario. El aprendizaje puede realizarse en dos modalidades: Un aprendizaje inicial (entrenamiento) o un refuerzo del aprendizaje conforme se presentan interacciones con el robot. El sistema está dividido en diferentes módulos que cumplen funciones específicas como la detección en tiempo real de actividad en las entradas multimodales, la caracterización de las entradas, el entrenamiento automático de modelos de inteligencia computacional, la predicción de etiquetas de clasificación, los procedimientos de interacción Humano-Robot y el manejo de comunicaciones.

Mecanismo para optimizar el desempeño en redes VANET basado en Ant Colony Optimization.

Estudiante: Lelia Yeneriht Rubiano Hernández

Asesor: Yezid Enrique Donoso Meisel

Periodo: 201520

Descripción: En este trabajo se introduce un método para proporcionar un mejor desempeño en el estándar IEEE 802.11 implementado en VANET. Este método está basado en "Ant Colony Optimization", y busca evaluar el comportamiento en una red VANET utilizando la información disponible en las redes vehiculares tales como, la posición y la velocidad de los vehículos, en orden de optimizar la transmisión de fiabilidad de mensajes compartidos

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Visualization, analysis and quantification of pulmonary parenchyma deformations in 3D images in presence of acute respiratory distress syndrome (ARDS)

Estudiante: Leslie Evelyn Solórzano Vargas

Asesor: Marcela Hernández Hoyos

Periodo: 201520

Descripción: Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) is a life-threatening respiratory condition characterized by hypoxemia (low oxygen), change in tissue homogeneity, inflammation and increased permeability in the lung. ARDS is a very heterogeneous pathology both in causes and anatomy. In most cases mechanical ventilation is needed to keep patients alive while the cause is treated. The objective of the work presented in this report is to obtain and display data found from lung scans to assess ventilation parameter settings and reduce collateral damage produced by an unfitting ventilation. A general method for lung aeration quantification is proposed along with a measure for tissue inhomogeneity and tissue expansion. "The general quantification method allows for a global, regional or local measure. "This method is used in the context of the project to calculate local recruitment, i.e, opening of collapsed alveoli, enabling to locate and measure the impact of successfully reopened regions. We calculate the Jacobian, i.e, determinant of the matrix of all the first order partial derivatives of the transformation fields derived from image registration, to assess local volume change during the breathing cycle. We find inhomogeneity in the image to measure density changes in the lung tissue and its relationship with its resistance to the recruitment. The result of this method is to produce maps for the desired measures. We present maps for localized recruitment, inhomogeneity and tissue expansion/ contraction.

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Mejoramiento de visualización en learning analytics utilizando enriquecimiento semántico

Estudiante: Gloria Fernández

Asesor: Olga Mariño Drews

Periodo: 201520

Descripción: Esta tesis propone una herramienta para soportar analítica y visualización de datos extraídos de cursos masivos abiertos en línea, MOOC, en el marco de analítica del aprendizaje e Ingeniería de conocimiento. La analítica de datos provee métodos y herramientas para analizar grandes cantidades de datos. En el contexto de aprendizaje, estos métodos han ayudado a comprender la información de los MOOC, principalmente para caracterizar tipos de aprendices. Por otro lado, la Web Semántica y las investigaciones en eLearning están trabajando en la representación ontológica de componentes de escenarios de aprendizaje. Esta tesis integra ambos enfoques y propone un proceso y un conjunto de herramientas que permitan hacer analítica de aprendizaje basada en datos y guiada por semántica, a partir de los datos de interacción de los estudiantes en un curso MOOC y que permitan visualizar los resultados.

Mecanismo para Descubrimiento de Ruta Basado en Congestión Aplicando Conceptos V2I-V2I e Internet de Las Cosas

Estudiante: Natalia Parrado Cepeda

Asesor: Yezid Enrique Donoso Meisel

Periodo: 201420

Descripción: Este trabajo se centra en desarrollar un método en el que la condición para evaluar una ruta involucre la definición de congestión vehicular en el camino que siga un vehículo. Así mismo, este método se soporta en un mecanismo de comunicación V2V y V2I. En adición, se evalúa el método propuesto con respecto a qué tan eficiente es el uso de la capacidad de las calles y se propone un modelo de optimización de balanceo de carga en las calles de la red vehicular.

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Static segmentation of thoracic structures for the quantification of pulmonary aeration in 3D CT images in presence of Acute Respiratory Distress Syndrome

Estudiante: Juan Sebastián Torres González

Asesor: Marcela Hernández Hoyos

Periodo: 201320

Descripción: In this work, an automatic method for lung segmentation in CT images of pigs was presented. The input images of this method were always well contrasted. Additionally, a qualitative comparison between manual segmentation using TutleSeg software and the segmentation through the proposed method were carried out, the latter showing an improvement on the accuracy. Also, a segmentation method of the rib cage was proposed which is independent of the lack of contrast inside the lung and has only one input: the point of the Carina. This method was successfully tested in different pigs with different P/V conditions. However, in a low P/V condition of the pig 4163 a portion of undigested food was included in the result mask. Finally, a method based on previous works that separates the thorax into two structures: motion structures (like the lungs, diaphragm and liver) and less-motion structures (ribs, for example) in poorly contrasted images was proposed. However, there are some small regions that should not be in the mask like small portions of bone and body tissue.

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Semi-automatic coronary calcification detection in Computed Tomography Images

Estudiante: Esteban Mauricio Correa Agudelo

Asesor: Marcela Hernández Hoyos

Periodo: 201310

Descripción: This work developed during my internship at CREATIS is the continuation of my first master year at Universidad de los Andes. The topic of this thesis was carried out in the context of the "Stenoses Detection, Quantification and Lumen Segmentation" challenge. It was held during the 15th International Conference on Medical Image Com- putting and Computer Assisted Intervention (MICCAI), Nice, France, 1-6 October 2012. Novel algorithms and visualization tools were to be developed, to support diagnosis m cardiovascular disease. The goal of the work described in this thesis is to develop and evaluate a supervised learning algorithm to detect calcified plaque in coronary arteries from CTA images. Since our previous team algorithm at MICCA112 failed in some centerline extractions, our research has also pointed to the development of a vesselness-based framework for a correct centerline extraction. We have evaluated how these vesselness influence the accuracy of the centerline extracted in CTA images.

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Segmentación del árbol vascular pulmonar

Estudiante: Vanessa Pérez Romanello, Carolina Pérez Romanello

Asesor: Marcela Hernández Hoyos

Periodo: 201220

Descripción: A method to semi-automatically segment the pulmonary vascular tree from computed axial tomography (CAT) images is presented. The main goal is to aid the diagnosis and treatment of acute respiratory distress syndrome and pulmonary embolism. The proposed methodology is based on a variational region growing method and a multi-scale vessel enhancement filter. Preliminary studies were made with a 20 CAT image dataset that included healthy and pathological lung scans. The results were satisfactory, although in some cases vessels were not correctly distinguished from other thin structures such as mucus-filled bronchi, nodules and airway walls connected to vessels

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