Exploración y comparación de métodos de inteligencia artificial para la clasificación taxonómica en análisis metagenómicos

55 páginasLa mayor diversidad genética está presente en las comunidades de microorganismos, el conocer estas especies, sus funciones y diferencias constituye un papel importante para solucionar problemas diversas áreas, como la salud, la alimentación y el medio ambiente. El método tradicional para realizar este tipo de investigaciones consiste en aislar el microorganismo de una muestra del entorno y así estudiar su constitución genética, sin embargo menos del 1% de los microorganismos pueden ser aislados y cultivados en los laboratorios. Gracias a las técnicas de secuenciación modernas cada vez más accesibles surge la metagenómica proponiendo una alternativa para poder estudiar el otro 99%. La metagenómica se encarga de estudiar la secuenciación de una muestra del entorno para descubrir a qué organismos pertenecen los fragmentos secuenciados. Sin embargo el problema radica en que los procesos necesarios para identificar el tipo de organismos en la muestra demandan mucho tiempo y recursos computacionales. En este trabajo se utilizan diferentes algoritmos de inteligencia artificial para agrupar los fragmentos de secuencias según su similitud en conjuntos puros, es decir, conjuntos cuyos fragmentos pertenezcan a un solo organismo o a un mismo grupo taxonómico de organismos. Además se propone un nuevo algoritmo que se basa en la aplicación del k-means de manera iterativa perfeccionando los grupos según la distancia entre ello. Se compararon los resultados con métodos de agrupamientos clásicos y se comprobó que con este último método se obtienen grupos más puros. Este resultado ayuda a que los procesos de ensamblado o de comparación serán más eficientes y rápidos, debido a que se tiene como entrada inicial una muestra más condensada y uniforme, disminuyendo el tiempo y los recursos consumidos durante los proyectos metagenómicos, al mismo tiempo que pueden realizarse de una forma más enfocada.PregradoIngeniero(a) de Sistemas y Computació

Análisis de algoritmos para el agrupamiento de muestras metagenómicas

34 páginasLas formas de vida microscópicas se encuentran en todos los lugares y ambientes del planeta, y en su genética se halla información de gran valor para los científicos, sin embargo al tomar una muestra para estudiarlos solo se logra aislar y cultivar menos del 1% de ellos. La metagenómica nace con el fin de estudiar el otro 99% de la muestra y de descubrir más acerca de estas comunidades. El objetivo de la metagenómica es la secuenciación y el análisis de los genes contenidos en los cromosomas de microorganismos, esfuerzos en los cuales se enfoca el presente proyecto. Para la realización del proyecto se utiliza el programa weka y el algoritmo k-means, implementado en una versión iterativa que utiliza la distancia coseno o euclidiana dependiendo del criterio del experto. Además utiliza cómo parámetro las distancias entre los clústeres para escoger los mejores y optimizar los resultados de la segunda iteración. Con en desarrollo de este proyecto se llega a la conclusión que el k-means iterativo es una mejora al k-means, optimizando los resultados y encontrando clústeres más puros. También se encuentra que los resultados obtenidos con la función de distancia coseno son mejores que aquellos obtenidos con la función euclidiana y que el mejor atributo para describir las distancias es el 4-mer.PregradoIngeniero(a) de Sistemas y Computació

Optimización de algoritmos de agrupamiento aplicados a metagenómica usando big data

35 páginasEn el campo de la metagenómica, está incrementando el uso de la metagenómica balística como proceso de extracción de cadenas de aminoácidos de microorganismos previamente no identificados, basándose en muestras ambientales de diversas fuentes. Estas cadenas de aminoácidos, debido al proceso de extracción, son separadas en subcadenas de tamaños variables que luego buscan ser comparadas e identificadas con una base de datos para no sólo determinar qué especies ya reconocidas habitan en las muestras tomadas, sino también qué porciones de estas secuencias de aminoácidos no han sido previamente categorizadas. En búsqueda de que este método de identificación produzca mayores resultados, se usan algoritmos de agrupamiento como facilitadores en el proceso de identificación de las diferentes especies. Estos algoritmos agrupan secuencias de aminoácidos que tienen cierto grado de similitud, produciendo clústeres de subcadenas, para que luego estos puedan ser comparados en grupo y ser más rápidamente analizadas. Con el objetivo de mejorar los tiempos de ejecución, se usaron plataformas como Apache Spark y TensorFlow, que dentro de sus librerías incluyen implementaciones nativas de estos algoritmos de agrupamiento. A partir de estas librerías se implementó el K-means iterativo que fue usado como punto de comparación. En los resultados se puede apreciar que el uso de K-means Iterativo mejora la pureza comparado con la alternativa de una sola iteración, para el caso de uso de una base de metagenómica usando los 4mer como rasgos, y usando el coseno como distancia. Debido a este último punto, y a que la implementación de Apache Spark de K-means no tiene la distancia coseno, se utilizó TensorFlow principalmente para la toma de resultados. El uso de TensorFlow muestra una mejora en general de tiempos de ejecución, siendo mucho más significativa en el caso de K-means Iterativo, teniendo como desventaja que requiere mucho más poder de procesamiento.PregradoIngeniero(a) de Sistemas y Computació

WICC 2017 : XIX Workshop de Investigadores en Ciencias de la Computación

Actas del XIX Workshop de Investigadores en Ciencias de la Computación (WICC 2017), realizado en el Instituto Tecnológico de Buenos Aires (ITBA), el 27 y 28 de abril de 2017.Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

XX Workshop de Investigadores en Ciencias de la Computación - WICC 2018 : Libro de actas

Actas del XX Workshop de Investigadores en Ciencias de la Computación (WICC 2018), realizado en Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura de la Universidad Nacional del Nordeste, los dìas 26 y 27 de abril de 2018.Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

XX Workshop de Investigadores en Ciencias de la Computación - WICC 2018 : Libro de actas

Actas del XX Workshop de Investigadores en Ciencias de la Computación (WICC 2018), realizado en Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura de la Universidad Nacional del Nordeste, los dìas 26 y 27 de abril de 2018.Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Etiología y epidemiología de las mastitis humanas

La mastitis infecciosa es una patología común durante la lactancia y constituye una de las primeras causas de destete precoz. Por tanto, debería ser considerada un problema de Salud Pública relevante, ya que priva a la pareja madre-hijo de los incuestionables beneficios que la lactancia proporciona. No obstante, la mastitis humana ha sido hasta la fecha una enfermedad subestimada e infradiagnosticada, ya que habitualmente sólo se consideran mastitis los casos agudos que cursan con una sintomatología evidente y su diagnóstico microbiológico no se realiza de forma rutinaria. La etiopatogenia de la mastitis se ha relacionado con un proceso de disbiosis en la glándula mamaria, que da lugar al sobrecrecimiento de ciertas especies presentes en la leche humana. Sin embargo, la ausencia de un diagnóstico microbiológico rutinario de la leche humana hace que los estudios microbiológicos sobre esta patología sean muy escasos y que se desconozca el papel que juegan muchos agentes etiológicos. En este trabajo, el análisis microbiológico de 1.849 muestras de leche materna procedentes de mujeres con mastitis ha revelado que el género Staphylococcus constituye el primer grupo microbiano implicado en esta patología, siendo Staphylococcus epidermidis la especie aislada con mayor frecuencia (91,56% de las muestras). La especie Staphylococcus aureus se detectó en el 29,74% de los casos. Los géneros Streptocococcus y Corynebacterium constituyeron, respectivamente, el segundo (70,20%) y tercer (16,60%) grupo microbiano con mayor prevalencia en este estudio. Estos resultados ponen de manifiesto que los estafilococos coagulasa-negativos, los estreptococos del grupo viridans y las corinebacterias, habitualmente considerados microorganismos comensales y subestimados como causa de mastitis humanas, tienen un papel relevante como agentes etiológicos de esta patología. Este hecho avala que el análisis microbiológico de la leche, identificando los agentes causales a nivel de especie, es el único medio posible para obtener un diagnóstico etiológico preciso y establecer un tratamiento eficaz para la mastitis..

Caracterización del valor intrínseco antropogénico de la biodiversidad. El no-antropocentrismo y el ecocentrismo andino del Sumak Kawsay como forma de conservacioón de la naturaleza no-humana y la vida

176 p.Esta investigación argumenta y defiende que todos los seres vivos, organismos o individuos tienen valor intrínseco, porque poseen una vida, que es su máximo interés o finalidad en sí misma. Su historia evolutiva con base a una selección natural por incorporación endosimbiótica prodigiosa es su etiología. Por eso todos los seres vivos son sujetos morales. Decir que un organismo biológico tiene intereses equivale a decir, que desea provocar alguna condición que la beneficie, y en evitar otras condiciones que la perjudiquen para su autorrealización. La vida está representada en organismos uni y pluricelulares, pero también en una inconmensurable biodiversidad que agrupa especies de vegetales, animales, hongos y microorganismos, que conforman una gran variedad de ecosistemas, y también diferentes paisajes. Por lo tanto, todo lo que facilite el buen funcionamiento para aquellas entidades en sus diferentes macro y micro ecosistemas son cosas buenas que deberían realizar los seres humanos como agentes morales. La vida para que sea conservada requiere entonces, del cuidado de la biodiversidad y sus hábitats, por parte de nosotros, así como se la cuida en el Sumak Kawsay. Esta tarea sólo es posible mediante el reconocimiento del valor intrínseco de la naturaleza no¿humana.El Sumak Kawsay para la conservación se configura como una filosofía andina y de ética ambiental en base a la práctica de su valor rector la armonía y sus cuatro principios fundamentales: relacionalidad, correspondencia (integralidad), complementariedad y reciprocidad. Los valores y principios ecosistémicos practicados por los runas andinos del Ecuador se viven en un territorio o allpamama y en un tiempo que configuran a una naturaleza universal o pachamama, considerada su madre, la mujer que da la vida. La cosmovisión del Sumak Kawsay es incluyente de los Otros seres vivos y novivos, incluidos los seres humanos y su diversidad cultural, como en el ecofeminismo, sin jerarquías, mediante la práctica del igualitarismo biocéntrico, del sentiocentrismo y la diversidad cultural, con profundo sentido de la espiritualidad. La percepción como ser vivo de los runas radica en el estar ahí como parte de la naturaleza y no sentirse superiores a ella. La evidencia mayor de sus ideas ecocentristas profundas y cosmocentristas en su pragmatismo ambiental, permanece en el reconocimiento no declarado, de que la naturaleza tiene algo intrínsecamente valioso. La evidencia mayor de esta actitud no instrumental frente a su entorno es haber mantenido un espacio biodiverso casi intacto, especialmente el de la Amazonía, que constituye un patrimonio natural para la humanidad. El Sumak Kawsay ha sido motivo de referencia jurídica como para otorgar derechos a la naturaleza, mediante la Constitución de Montecristi del año 2008.Es imperativo para la práctica de una ética ambiental renovada y sólida, reconocer el valor intrínseco extendiendo los límites de la moralidad interhumana hacia la naturaleza no humana para conservar la vida, y de esa forma conservar también la nuestra. Aseveramos que el valor intrínseco subjetivo o inherente es el valor que posee una entidad con vida en virtud de ser valorada por lo que es, por sí misma, en lugar de ser valorada por su utilidad como medio para un fin perspectiva antropocéntrica. Ser valorado significa que, el valor es construido por la conciencia humana, siendo por eso antropogénico. Un valor intrínseco objetivo, posee todas las entidades con vida, en sí mismas, independientemente de si alguien realmente lo valore

Caracterización del valor intrínseco antropogénico de la biodiversidad. El no-antropocentrismo y el ecocentrismo andino del Sumak Kawsay como forma de conservacioón de la naturaleza no-humana y la vida

176 p.Esta investigación argumenta y defiende que todos los seres vivos, organismos o individuos tienen valor intrínseco, porque poseen una vida, que es su máximo interés o finalidad en sí misma. Su historia evolutiva con base a una selección natural por incorporación endosimbiótica prodigiosa es su etiología. Por eso todos los seres vivos son sujetos morales. Decir que un organismo biológico tiene intereses equivale a decir, que desea provocar alguna condición que la beneficie, y en evitar otras condiciones que la perjudiquen para su autorrealización. La vida está representada en organismos uni y pluricelulares, pero también en una inconmensurable biodiversidad que agrupa especies de vegetales, animales, hongos y microorganismos, que conforman una gran variedad de ecosistemas, y también diferentes paisajes. Por lo tanto, todo lo que facilite el buen funcionamiento para aquellas entidades en sus diferentes macro y micro ecosistemas son cosas buenas que deberían realizar los seres humanos como agentes morales. La vida para que sea conservada requiere entonces, del cuidado de la biodiversidad y sus hábitats, por parte de nosotros, así como se la cuida en el Sumak Kawsay. Esta tarea sólo es posible mediante el reconocimiento del valor intrínseco de la naturaleza no¿humana.El Sumak Kawsay para la conservación se configura como una filosofía andina y de ética ambiental en base a la práctica de su valor rector la armonía y sus cuatro principios fundamentales: relacionalidad, correspondencia (integralidad), complementariedad y reciprocidad. Los valores y principios ecosistémicos practicados por los runas andinos del Ecuador se viven en un territorio o allpamama y en un tiempo que configuran a una naturaleza universal o pachamama, considerada su madre, la mujer que da la vida. La cosmovisión del Sumak Kawsay es incluyente de los Otros seres vivos y novivos, incluidos los seres humanos y su diversidad cultural, como en el ecofeminismo, sin jerarquías, mediante la práctica del igualitarismo biocéntrico, del sentiocentrismo y la diversidad cultural, con profundo sentido de la espiritualidad. La percepción como ser vivo de los runas radica en el estar ahí como parte de la naturaleza y no sentirse superiores a ella. La evidencia mayor de sus ideas ecocentristas profundas y cosmocentristas en su pragmatismo ambiental, permanece en el reconocimiento no declarado, de que la naturaleza tiene algo intrínsecamente valioso. La evidencia mayor de esta actitud no instrumental frente a su entorno es haber mantenido un espacio biodiverso casi intacto, especialmente el de la Amazonía, que constituye un patrimonio natural para la humanidad. El Sumak Kawsay ha sido motivo de referencia jurídica como para otorgar derechos a la naturaleza, mediante la Constitución de Montecristi del año 2008.Es imperativo para la práctica de una ética ambiental renovada y sólida, reconocer el valor intrínseco extendiendo los límites de la moralidad interhumana hacia la naturaleza no humana para conservar la vida, y de esa forma conservar también la nuestra. Aseveramos que el valor intrínseco subjetivo o inherente es el valor que posee una entidad con vida en virtud de ser valorada por lo que es, por sí misma, en lugar de ser valorada por su utilidad como medio para un fin perspectiva antropocéntrica. Ser valorado significa que, el valor es construido por la conciencia humana, siendo por eso antropogénico. Un valor intrínseco objetivo, posee todas las entidades con vida, en sí mismas, independientemente de si alguien realmente lo valore

Hacia la Sociedad de la Información y el Conocimiento: Informe 2013

La importancia de este Informe anual del Prosic: “Hacia la Sociedad de la Información y el Conocimiento en Costa Rica, 2013” radica entre otros elementos, en la exploración de dimensiones diversas concernientes a esta nueva era del saber, a la innovación y a la incorporación de las tecnologías de información y comunicación en la interacción social cotidiana, tanto en el ámbito privado como público; en general en todos los sectores de esta sociedad cada vez en mayor convergencia. Desde hace ocho años el Prosic realiza un informe anual, sobre cómo se ha ido desarrollando las nuevas tecnologías; hemos dado cuenta de las profundas transformaciones que ha tenido la sociedad costarricense gracias a las TIC y por eso consideramos importante hacer un recuento de los diversos temas tratados. Desde el primer informe 2006 hasta este 2013 hemos trabajado en temas básicos como la Brecha Digital, Infraestructura, Conectividad, Gobierno Digital, Marco Institucional y Regulatorio; Acceso y Uso y la Industria TIC.UCR::Rectoría::Programa Sociedad de la Información y el Conocimiento (PROSIC