Evolutionary stability and resistance to cheating in an indirect reciprocity model based on reputation

Indirect reciprocity is one of the main mechanisms to explain the emergence and sustainment of altruism in societies. The standard approach to indirect reciprocity is reputation models. These are games in which players base their decisions on their opponent's reputation gained in past interactions with other players (moral assessment). The combination of actions and moral assessment leads to a large diversity of strategies; thus determining the stability of any of them against invasions by all the others is a difficult task. We use a variant of a previously introduced reputation-based model that let us systematically analyze all these invasions and determine which ones are successful. Accordingly, we are able to identify the third-order strategies (those which, apart from the action, judge considering both the reputation of the donor and that of the recipient) that are evolutionarily stable. Our results reveal that if a strategy resists the invasion of any other one sharing its same moral assessment, it can resist the invasion of any other strategy. However, if actions are not always witnessed, cheaters (i.e., individuals with a probability of defecting regardless of the opponent's reputation) have a chance to defeat the stable strategies for some choices of the probabilities of cheating and of being witnessed. Remarkably, by analyzing this issue with adaptive dynamics we find that whether an honest population resists the invasion of cheaters is determined by a Hamilton-like rule, with the probability that the cheat is discovered playing the role of the relatedness parameter.This work has been supported by the Ministerio de Ciencia e Innovación (Spain) through grants MOSAICO and PRODIEVO, by the European Research Area Complexity-Net through grant RESINEE, and by Comunidad de Madrid (Spain) through grant MODELICO-CM. L.A.M.-V. was supported by a postdoctoral fellowship from Alianza 4 Universidades

Nanoparticle-coated microcrystals

Coprecipitation provides a rapid high-yield method for self-assembly of nanoparticles on the surface of flat water-soluble crystalline surfaces and a simple immobilisation technique prior to storage or thermal and chemical modification

Do proctored online University exams in Covid-19 era affect final grades respect face-to-face exams?

[EN] The Covid-19 pandemic forced universities to convert their traditional face-to-face exams to online exams with doubts as to whether student cheating or technical difficulties would affect their final grades. After taking three of these exams online, we considered comparing their grades with those of previous years on traditional exams. The average mark of the traditional exams before the pandemic was 6.95 over 10, while the average mark of the three exams carried out in the Covid-19 era is 6.64. The student's t test indicated that there are no significant differences between the two types of exams in the mean (p = 0.408), the median (p = 0.378), the range (p = 0.307), the minimum (p = 0.410) and the maximum (p = 0.072). Taking online exams did not modify the exam grades compared to previous years. There is a lot of variability in similar studies in the literature due to cheating that can be performed in online exams. A proctoring system, good question design, and limited exam time can minimize these differences.Alegre-Martínez, A.; Martinez-Martinez, MI.; Alfonso-Sanchez, JL. (2021). Do proctored online University exams in Covid-19 era affect final grades respect face-to-face exams?. En 7th International Conference on Higher Education Advances (HEAd'21). Editorial Universitat Politècnica de València. 727-734. https://doi.org/10.4995/HEAd21.2021.12701OCS72773

Mapping and Semantic Perception for Service Robotics

Para realizar una tarea, los robots deben ser capaces de ubicarse en el entorno. Si un robot no sabe dónde se encuentra, es imposible que sea capaz de desplazarse para alcanzar el objetivo de su tarea. La localización y construcción de mapas simultánea, llamado SLAM, es un problema estudiado en la literatura que ofrece una solución a este problema. El objetivo de esta tesis es desarrollar técnicas que permitan a un robot comprender el entorno mediante la incorporación de información semántica. Esta información también proporcionará una mejora en la localización y navegación de las plataformas robóticas. Además, también demostramos cómo un robot con capacidades limitadas puede construir de forma fiable y eficiente los mapas semánticos necesarios para realizar sus tareas cotidianas.El sistema de construcción de mapas presentado tiene las siguientes características: En el lado de la construcción de mapas proponemos la externalización de cálculos costosos a un servidor en nube. Además, proponemos métodos para registrar información semántica relevante con respecto a los mapas geométricos estimados. En cuanto a la reutilización de los mapas construidos, proponemos un método que combina la construcción de mapas con la navegación de un robot para explorar mejor un entorno y disponer de un mapa semántico con los objetos relevantes para una misión determinada.En primer lugar, desarrollamos un algoritmo semántico de SLAM visual que se fusiona los puntos estimados en el mapa, carentes de sentido, con objetos conocidos. Utilizamos un sistema monocular de SLAM basado en un EKF (Filtro Extendido de Kalman) centrado principalmente en la construcción de mapas geométricos compuestos únicamente por puntos o bordes; pero sin ningún significado o contenido semántico asociado. El mapa no anotado se construye utilizando sólo la información extraída de una secuencia de imágenes monoculares. La parte semántica o anotada del mapa -los objetos- se estiman utilizando la información de la secuencia de imágenes y los modelos de objetos precalculados. Como segundo paso, mejoramos el método de SLAM presentado anteriormente mediante el diseño y la implementación de un método distribuido. La optimización de mapas y el almacenamiento se realiza como un servicio en la nube, mientras que el cliente con poca necesidad de computo, se ejecuta en un equipo local ubicado en el robot y realiza el cálculo de la trayectoria de la cámara. Los ordenadores con los que está equipado el robot se liberan de la mayor parte de los cálculos y el único requisito adicional es una conexión a Internet.El siguiente paso es explotar la información semántica que somos capaces de generar para ver cómo mejorar la navegación de un robot. La contribución en esta tesis se centra en la detección 3D y en el diseño e implementación de un sistema de construcción de mapas semántico.A continuación, diseñamos e implementamos un sistema de SLAM visual capaz de funcionar con robustez en entornos poblados debido a que los robots de servicio trabajan en espacios compartidos con personas. El sistema presentado es capaz de enmascarar las zonas de imagen ocupadas por las personas, lo que aumenta la robustez, la reubicación, la precisión y la reutilización del mapa geométrico. Además, calcula la trayectoria completa de cada persona detectada con respecto al mapa global de la escena, independientemente de la ubicación de la cámara cuando la persona fue detectada.Por último, centramos nuestra investigación en aplicaciones de rescate y seguridad. Desplegamos un equipo de robots en entornos que plantean múltiples retos que implican la planificación de tareas, la planificación del movimiento, la localización y construcción de mapas, la navegación segura, la coordinación y las comunicaciones entre todos los robots. La arquitectura propuesta integra todas las funcionalidades mencionadas, asi como varios aspectos de investigación novedosos para lograr una exploración real, como son: localización basada en características semánticas-topológicas, planificación de despliegue en términos de las características semánticas aprendidas y reconocidas, y construcción de mapas.In order to perform a task, robots need to be able to locate themselves in the environment. If a robot does not know where it is, it is impossible for it to move, reach its goal and complete the task. Simultaneous Localization and Mapping, known as SLAM, is a problem extensively studied in the literature for enabling robots to locate themselves in unknown environments. The goal of this thesis is to develop and describe techniques to allow a service robot to understand the environment by incorporating semantic information. This information will also provide an improvement in the localization and navigation of robotic platforms. In addition, we also demonstrate how a simple robot can reliably and efficiently build the semantic maps needed to perform its quotidian tasks. The mapping system as built has the following features. On the map building side we propose the externalization of expensive computations to a cloud server. Additionally, we propose methods to register relevant semantic information with respect to the estimated geometrical maps. Regarding the reuse of the maps built, we propose a method that combines map building with robot navigation to better explore a room in order to obtain a semantic map with the relevant objects for a given mission. Firstly, we develop a semantic Visual SLAM algorithm that merges traditional with known objects in the estimated map. We use a monocular EKF (Extended Kalman Filter) SLAM system that has mainly been focused on producing geometric maps composed simply of points or edges but without any associated meaning or semantic content. The non-annotated map is built using only the information extracted from an image sequence. The semantic or annotated parts of the map –the objects– are estimated using the information in the image sequence and the precomputed object models. As a second step we improve the EKF SLAM presented previously by designing and implementing a visual SLAM system based on a distributed framework. The expensive map optimization and storage is allocated as a service in the Cloud, while a light camera tracking client runs on a local computer. The robot’s onboard computers are freed from most of the computation, the only extra requirement being an internet connection. The next step is to exploit the semantic information that we are able to generate to see how to improve the navigation of a robot. The contribution of this thesis is focused on 3D sensing which we use to design and implement a semantic mapping system. We then design and implement a visual SLAM system able to perform robustly in populated environments due to service robots work in environments where people are present. The system is able to mask the image regions occupied by people out of the rigid SLAM pipeline, which boosts the robustness, the relocation, the accuracy and the reusability of the geometrical map. In addition, it estimates the full trajectory of each detected person with respect to the scene global map, irrespective of the location of the moving camera at the point when the people were imaged. Finally, we focus our research on rescue and security applications. The deployment of a multirobot team in confined environments poses multiple challenges that involve task planning, motion planning, localization and mapping, safe navigation, coordination and communications among all the robots. The architecture integrates, jointly with all the above-mentioned functionalities, several novel features to achieve real exploration: localization based on semantic-topological features, deployment planning in terms of the semantic features learned and recognized, and map building.<br /

Aproximación en diferencias finitas a la ecuación de Richards para transporte de agua en suelos no saturados

Se desarrolló y validó un modelo matemático unidimensional para simular el flujo vertical del agua en suelo no saturado. El modelo utiliza la ecuación diferencial parcial de Richards que gobierna el movimiento del agua en suelo, expresada en términos del potencial matricial (capacidad de absorción de agua) como función de la profundidad y el tiempo. Debido a la dificultad de obtener solución analítica de esta ecuación, los métodos numéricos aparecen como la herramienta más eficiente. En la aproximación de la ecuación de Richards se utilizó el método de diferencias finitas, imponiendo condiciones de contorno de Dirichlet en suelo isotrópico y sin pendiente. El dominio fue divido uniformemente y se emplearon cinco mallas diferentes con la siguiente cantidad de nodos: 31, 61, 121, 181 y 241. Los pasos de tiempo utilizados fueron de 1, 5, 10, 20, 30, 50 y 100 s. La aproximación se basó en un esquema modificado del método Crank-Nicolson; además, dentro de cada paso de tiempo se incorporó un proceso iterativo de refinamiento del potencial matricial, que finaliza cuando se cumple la condición de tolerancia impuesta de 10-9 . Se analizaron los resultados a dos tiempos de simulación: 3 y 24 h para obtener el perfil de potencial matricial. El primero se usó para verificar convergencia y estabilidad; el segundo para comparar con resultados de la literatura. Se encontró que la aproximación realizada es convergente, estable y muestra equivalencia con los resultados de la literatura prediciendo la posición del frente húmedo con una exactitud mayor al 1 % y prediciendo los valores de la humedad en la posición del frente húmedo con un error menor al 40% y menor al 0,1 % en las demás posiciones calculadas. Estos valores de error en la posición y humedad del frente húmedo son significativamente menores que los calculados a partir de los valores encontrados en la literatura.Fil: Martinez, José Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnológico Nordeste. Instituto de Materiales de Misiones; ArgentinaFil: Schvezov, Carlos Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnológico Nordeste. Instituto de Materiales de Misiones; ArgentinaFil: Rosenberger, Mario Roberto. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnológico Nordeste. Instituto de Materiales de Misiones; Argentin

Aproximación del transporte de agua en suelos no saturados utilizando diferencias finitas

Se desarrolló y validó un modelo matemático unidimensional para simular el flujo vertical del agua en suelo no saturado. El modelo utiliza la ecuación diferencial parcial de Richards que gobierna el movimiento del agua en suelo, expresada en términos del potencial matricial (capacidad de absorción de agua) como función de la profundidad y el tiempo. En la aproximación de la ecuación de Richards se utilizó el método de diferencias finitas, imponiendo condiciones de contorno de Dirichlet y Neumann en suelo isotrópico y sin pendiente. Se modelaron contornos impermeables, drenaje libre y flujos de agua constantes. La aproximación se basó en un esquema modificado del método Crank-Nicolson; además, dentro de cada paso de tiempo se incorporó un proceso iterativo de refinamiento del potencial matricial, que finaliza cuando se cumple la condición de tolerancia impuesta de 10-9. Se validó el modelo con otros encontrados en la literatura, evaluando conservación de la masa para contornos impermeables; y también, drenaje libre en la parte inferior del dominio. Se utilizaron cuatro diferentes tipos de suelo y condiciones de contorno. Se encontró buen acercamiento entre los resultados del modelo y la literatura. En todos los casos, se verificó que la tasa de infiltración a tiempo infinito converge al valor de la conductividad hidráulica saturada. Se verificó que al imponer una condición de drenaje libre en el contorno inferior de suelos de diferentes profundidades, se obtuvieron resultados iguales excepto en la proximidad de ese contorno. Por tanto, los resultados del modelo de drenaje libre fueron independientes de la profundidad del suelo. Se comprobó conservación de la masa utilizando tres configuraciones para la conductividad hidráulica no saturada en medio paso: media aritmética, media geométrica y la media armónica, obteniendo un error relativo cercano al 10% y verificando que este valor disminuye cuando aumenta el valor del tiempo simulación.Fil: Rosenberger, Mario Roberto. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnológico Nordeste. Instituto de Materiales de Misiones; ArgentinaFil: Martinez, José Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnológico Nordeste. Instituto de Materiales de Misiones; ArgentinaFil: Schvezov, Carlos Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnológico Nordeste. Instituto de Materiales de Misiones; Argentin

Inverse Modeling Problems in Task Enrichment for STEM Courses

Problem solving is considered as one of the most important topics in STEM (science, technology, engineering, and mathematics) education, and this is especially relevant when problems require modeling skills in order to be solved. Also, it should be noted that in many branches of science and technology, typical problems are posed in an inverse form. Then, combining both characteristics, the so-called inverse modeling problems deserve to be studied deeply, particularly in their potential for task enrichment. For those reasons, since 2016, a research project was carried out, by using inverse modeling problems to develop prospective teacher’s task enrichment skills. The results of this experience that took place in 2017 showed nine different groups of proposals where only few participants were very creative, whereas many others posed trivial problems or simply imitated examples analyzed previously. After that, a new research design was proposed during 2018 and implemented during the first months of 2019, with the aim of avoiding—or at least attenuating—those difficulties observed in the previous fieldwork. The new results showed interesting differences and few similarities when compared with the other experience. In this chapter, both experiences are analyzed, and lastly, findings and final conclusions are reported

A review of economic consequences and costs of male violence against women

This article focuses on male violence against women. As it takes place in what is often considered to be ‘the private sphere’ of the home, violence is difficult to prove, to measure, to prevent and easy to ignore. A multi-country study (WHO, 2005, WHO multi-country study on women’s health and domestic violence against women: Summary report of initial results on prevalence, health outcomes and women’s responses, Geneva, Switzerland: World Health Organization) shows that there are wide variations between countries resulting in 15 per cent to 71 per cent of women aged between 15 and 49 years saying that they have been victims of physical or sexual violence in intimate relationships. This article reviews and summarises literature that analyse types of economic costs that result from domestic violence and abuse perpetrated against women

On the impact of the GOP size in a temporal H.264/AVC-to-SVC transcoder in baseline and main profile

Scalable video coding is a recent extension of the advanced video coding H.264/AVC standard developed jointly by ISO/IEC and ITU-T, which allows adapting the bitstream easily by dropping parts of it named layers. This adaptation makes it possible for a single bitstream to meet the requirements for reliable delivery of video to diverse clients over heterogeneous networks using temporal, spatial or quality scalability, combined or separately. Since the scalable video coding design requires scalability to be provided at the encoder side, existing content cannot benefit from it. Efficient techniques for converting contents without scalability to a scalable format are desirable. In this paper, an approach for temporal scalability transcoding from H.264/AVC to scalable video coding in baseline and main profile is presented and the impact of the GOP size is analyzed. Independently of the GOP size chosen, time savings of around 63 % for baseline profile and 60 % for main profile are achieved while maintaining the coding efficiency