A genetic algorithm for the mixed flow shop problem

In this thesis we present a new interesting version of the mixed flow shop se-quencing problem, which at the same time is a version of the classic flow shop,a very common topic on operations research.We propose a genetic algorithm to solve it that we will compare at the endwith a simple initial genetic-based algorithm previously design. For that wefirst focus on the crossover operator as we consider it the most challenging parton a sequencing problem. We study and compare 5 different crossover operatorsand we choose the one that performs better. Finally we calibrate the populationsize, the weight of mutation and crossover operators on the algorithm and alsothe mutations operator itself.The goal of the thesis is to better understand the specific mixed flow shopproblem version presented and design a genetic algorithm that clearly improvesthe performance of the initial algorith

Generador procedural de ciudades

Este Trabajo de Fin de Grado consiste en la creación de un módulo de generación procedural de ciudades para el entorno de desarrollo Unity, escrito en C#. Un generador procedural de ciudades es un software que mediante el uso de algoritmos, se encarga de la creación en este caso de modelos en tres dimensiones de ciudades, sin requerir intervención manual en su creación. Esto permite ahorrar tiempo y dinero que se necesitaría en caso de que se tuvieran que crear a mano dichas ciudades. Para ello se hará uso de los generadores de números aleatorios, del motor gráfico y de físicas de Unity para poder tanto generar las probabilidades que se utilizarán en el algoritmo, como los modelos tridimensionales y cuerpos físicos que representarán calles y edificios de la ciudad. Para llevar a cabo este trabajo, se partirá de un algoritmo ya desarrollado dentro de un trabajo del Swiss Federal Institute of Technology de Zurich. Este algoritmo ha sido modificado debido a la discusión surgida por sus puntos de mejora, y adaptado al entorno de trabajo escogido, y a las decisiones de diseño tomadas. Además, se podrán configurar parámetros adicionales directamente desde el entorno de desarrollo para permitir que se puedan personalizar hasta cierto punto las ciudades generadas. El sistema de generación procedural se divide en dos módulos principales: el modulo de generación de calles, y el módulo de generación de edificios. El módulo de calles implementado no generará calles con una geometría superpuesta (cuadrícula, radial), sino que generará las calles de forma aleatoria, pudiendo configurar la probabilidad de que ocurran ciertos eventos. El módulo de edificios generará edificios en forma de cuboide, con la opción a cambiar el modelo base utilizado, y también con la posibilidad de cambiar la anchura, altura y otras propiedades básicas. Finalmente se podrá utilizar este trabajo como un Unity Asset que pueda ser o compartido o monetizado con otros desarrolladores, para su utilización en otros proyectos.This Bachelor Thesis consists in the creation of a procedural generator of cities in an integrated development environment, Unity, written in C#. A procedural generator of cities is software which by the use of algorithms, creates three dimensional city models, without human intervention in its process. This procedure allows time and money saving compared to creating, designing and modelling the same cities by hand. To that end, random number generators, the graphics and physics Unity engines will be used in the algorithm, to represent three dimensional models and physical bodies from the streets and buildingfillingthe cities generated. To work on this thesis, an already developed algorithm will be usedse partirá de un algoritmo ya desarrollado dentro de un trabajo del Swiss Federal Institute of Technology de Zurich. This algorithm has been modified due to the discussion whis arised from its areas of improvement, and adapted to the selected work environment and to the design choices made. Futhermore, additional parameters will be available to configure directly from the development environment so that the generated cities can be personalized to a certaindegree

Fuzzy Information Seeded Region Growing for Automated Lesions After Stroke Segmentation in MR Brain Images

In the realm of medical imaging, precise segmentation of stroke lesions from brain MRI images stands as a critical challenge with significant implications for patient diagnosis and treatment. Addressing this, our study introduces an innovative approach using a Fuzzy Information Seeded Region Growing (FISRG) algorithm. Designed to effectively delineate the complex and irregular boundaries of stroke lesions, the FISRG algorithm combines fuzzy logic with Seeded Region Growing (SRG) techniques, aiming to enhance segmentation accuracy. The research involved three experiments to optimize the FISRG algorithm's performance, each focusing on different parameters to improve the accuracy of stroke lesion segmentation. The highest Dice score achieved in these experiments was 94.2\%, indicating a high degree of similarity between the algorithm's output and the expert-validated ground truth. Notably, the best average Dice score, amounting to 88.1\%, was recorded in the third experiment, highlighting the efficacy of the algorithm in consistently segmenting stroke lesions across various slices. Our findings reveal the FISRG algorithm's strengths in handling the heterogeneity of stroke lesions. However, challenges remain in areas of abrupt lesion topology changes and in distinguishing lesions from similar intensity brain regions. The results underscore the potential of the FISRG algorithm in contributing significantly to advancements in medical imaging analysis for stroke diagnosis and treatment.Comment: 10 pages, 14 figures. Associated code and data available at: https://github.com/Mawio02/FISRG-for-Automated-Lesion-After-Stroke-Segmentation-in-MR

Aprendizaje por refuerzo profundo con OpenAI Gym

El Aprendizaje por refuerzo profundo (DRL) surge de la inserción de métodos de Aprendizaje profundo (DL) en los algoritmos de Aprendizaje por refuerzo (RL). A pesar de los hitos logrados en este campo durante los últimos años, sigue ocupando un estatus de nicho en el panorama del Aprendizaje automático (ML), y apenas se ha nombrado durante el grado. El objetivo de este trabajo es partir de un estudio del RL clásico para terminar haciendo un estudio detallado de los principales algoritmos de DRL. Luego, hacemos una comparativa del rendimiento de los algoritmos en entornos de OpenAI Gym. El primer algoritmo de DRL que estudiamos es Deep Q-Network (DQN), que logra fusionar por primera vez RL y DL con éxito. Luego, investigamos sus tres extensiones más conocidas: Double Deep Q-Network (DDQN), Dueling Network y Prioritized Experience Replay (PER). Finalmente, introducimos una familia distinta de algoritmos con el estudio de Advantage Actor-Critic (A2C), que trata de resolver el mismo problema con un enfoque diferente. La comparativa la hacemos en cuatro entornos clásicos de OpenAI Gym y usando la librería Stable Baselines. Concluimos que, en los entornos sencillos que probamos, no se percibe la diferencia entre DQNysus extensiones. Por último, comprobamos que las mejoras que introdujo DQN son relevantes, desactivándolas y viendo que no logra aprender

Eficacia de la fisioterapia en el tratamiento de las disfunciones temporomandibulares: una revisión bibliográfica

[Resumen] Introducción: Las disfunciones temporomandibulares comprenden un complejo grupo de trastornos que afectan tanto a la estructura como a la función mandibular. Pueden estar vinculadas a alteraciones musculares, articulares, procesos degenerativos o una combinación de varios trastornos. A pesar de la falta de evidencia científica sobre un método estándar para el tratamiento de estas disfunciones, inicialmente se recomienda hacer uso de tratamientos conservadores. En este campo, la fisioterapia es uno de los métodos de elección, y su amplia variedad de terapias ha conseguido resultados positivos en el alivio de los síntomas y en la recuperación funcional del complejo cráneo mandibular. Objetivos: Determinar la eficacia de las diferentes técnicas de fisioterapia en el abordaje de las disfunciones temporomandibulares. Material y métodos: Se realiza una revisión bibliográfica en las bases de datos PubMed, The Cochrane Library, SCOPUS y PEDro. Las publicaciones incluidas son ensayos clínicos aleatorizados que estudien la eficacia de los diferentes protocolos de tratamiento dentro de la fisioterapia y que hayan sido publicados en los últimos 5 años. Las variables de estudio que serán analizadas en la presente revisión son el dolor, limitación de la funcionalidad, la movilidad y la ansiedad. Resultados: Se analizan 11 ensayos clínicos aleatorizados, de los cuales, en 10 de ellos se recogen mejoras significativas en la valoración de al menos una de las variables analizadas. En un total de 7 publicaciones se evalúa la efectividad de la fisioterapia e corto plazo, mientras que en los 4 artículos restantes, se valora a largo plazo. Conclusiones: La fisioterapia se muestra como un método de intervención efectivo en el abordaje de las DTM.[Abstract] Introduction: Temporomandibular Disorders include a complex group of disorders that affect both the structure and the mandibular function. They may be linked to muscle alterations, joints, degenerative processes, or a combination of various disorders. Despite the lack of scientific evidence on a standard method for the treatment of these dysfunctions, it is initially recommended to use conservative treatments. In this field, physiotherapy is one of the methods of choice, and its wide variety of therapies has achieved positive results in relieving symptoms and functional recovery of the mandibular skull complex. Objectives: To determine the efficacy of different physiotherapy techniques in the approach of Temporomandibular Disorders. Material and methods: A bibliographic review is carried out in the databases PubMed, The Cochrane Library, SCOPUS and PEDro. The publications included are randomized clinical trials that study the efficacy of the different treatment protocols within physiotherapy and have been published in the last 5 years. The study variables that will be analyzed in this review are pain, limitation of functionality, mobility and anxiety. Results: 11 Randomized clinical trials were analyzed, of which, in 10 of them, significant improvements were collected in the valuation of at least one of the variables analyzed. A total of 7 publications evaluates the effectiveness of physiotherapy and short-term, while in the remaining 4 articles, it is assessed in the long term. Conclusions: Physiotherapy is shown as a affective method in the management of the TMD.[Resumo] Introdución: As disfuncións temporomandibulares comprenden un grupo complexo de trastornos que afectan á estrutura e á función mandibular. Poden estar ligados a músculos, conxuntos, procesos dexenerativos ou unha combinación de varios trastornos. A pesar da falta de evidencia científica sobre un método estándar para o tratamento destas disfuncións, inicialmente recoméndase utilizar tratamentos conservadores. Neste campo, a fisioterapia é un dos métodos de elección, ea súa gran variedade de terapias conseguiu resultados positivos no alivio dos síntomas e na recuperación funcional do complexo do cranio mandibular. Obxectivos: Determinar a eficacia de diferentes técnicas de fisioterapia no tratamento das disfuncións temporomandibulares. Material e métodos: realizouse unha revisión bibliográfica nas bases de datos PubMed, The Cochrane Library, SCOPUS e PEDro. As publicacións incluídas son ensaios clínicos aleatorios que estudan a eficacia de distintos protocolos de tratamento na fisioterapia e que se publicaron nos últimos cinco anos. As variables de estudo que se analizarán na presente revisión son a dor, a limitación da funcionalidade, a mobilidade e a ansiedade. Resultados: analizáronse once ensaios clínicos aleatorios, dos cales, en dez deles atopáronse melloras significativas na avaliación de polo menos unha das variables analizadas. Nunha total de sete publicacións, avalíase a eficacia da fisioterapia a curto prazo, mentres que nos restantes catro artigos avalíase a longo prazo. Conclusións: A fisioterapia móstrase como un método de intervención eficaz no enfoque da TMD.Traballo fin de grao (UDC.FCS). Fisioterapia. Curso 2018/201

Análisis preliminar del flujo a través de una válvula de alivio mediante el software OpenFOAM

El presente trabajo plantea derivar una metodología de resolución numérica adecuada para el análisis del flujo a través de una válvula de alivio, de asiento cónico, bajo diferentes condiciones de servicio típicas, mediante el uso del software OpenFOAM®. Se pretende predecir, con una aproximación aceptable, la solución analítica en aquellos casos con geometrías y condiciones más simples, a fin de asentar los criterios de modelado numérico que permitan analizar situaciones más complejas, en las cuales la resolución analítica se dificulta. En efecto, se desarrolla un modelo numérico base, capaz de modificarse según diferentes valores de las variables fundamentales, asociadas a diferentes condiciones de flujo típicas, involucrando ciertas correcciones a fin de correlacionar los resultadosnuméricos y analíticos, para así cumplir el objetivo propuesto. Se destaca que el estudio detallado de casos complejos, así como la realización de pruebas experimentales, se plantea desarrollar en un futuro trabajo.Fil: Inzeo, Facundo Pascual. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Modelado e Innovación Tecnológica. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Modelado e Innovación Tecnológica; ArgentinaFil: Castro, Hugo Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Modelado e Innovación Tecnológica. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Modelado e Innovación Tecnológica; ArgentinaFil: Storti, Mario Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales. Universidad Nacional del Litoral. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales; ArgentinaVIII Congreso de Matemática Aplicada, Computacional e IndustrialLa PlataArgentinaAsociación Argentina de Matemática Aplicada, Computacional e IndustrialUniversidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Química y Naturale

Aportaciones a un modelo de inserción de servicios asistenciales basados en telemedicina para su uso y validación en el seguimiento de pacientes crónicos

Hoy en día, se dispone de evidencia suficiente acerca de cuáles deben ser los componentes básicos de los nuevos modelos de provisión de cuidados a pacientes crónicos, si bien se desconoce cómo éstos deben ser combinados de forma efectiva, coherente, y transferible. Está plenamente asumido que el componente “tecnología de la información y la comunicación”, actúa como pilar básico en la cohesión y articulación de los modelos propuestos, y en este ámbito, bajo el paraguas de e-salud, están emergiendo las propuestas más sólidas. Las intervenciones en este campo constituyen un contexto interdisciplinario, multifactorial y complejo, que implica cambios sustanciales en la organización, la provisión de cuidados, la redistribución de recursos, la aparición de nuevos roles, etc., y en él, las metodologías de evaluación tradicionales se muestran poco eficaces para la obtención de evidencia significativa. Inspirados en metodologías aplicadas en ámbitos diversos (industrial, empresarial, desarrollo de software y sistemas, investigación en servicios de salud, etc.), se han propuesto estrategias híbridas que adoptan para la evaluación enfoques holísticos combinando además procedimientos tradicionales ampliamente aceptados, como la metodología de ensayo clínico aleatorizado. Sin embargo, se trata aún de propuestas de carácter general, poco específicas, y que además se enfrentan al reto de llevarse a cabo sobre unos sistemas sanitarios no preparados para ello, ya que parten de un planteamiento que requiere la implementación plena de la intervención en la organización sanitaria durante todo el proceso de evaluación. Es ampliamente reconocido que la complejidad implícita de la organización sanitaria es la principal dificultad para llevar a cabo las evaluaciones de los nuevos modelos de provisión de cuidados. Esta dificultad se manifiesta con mayor repercusión durante el proceso de implementación de la intervención. La implementación constituye un proceso condicionado por numerosos factores que implican cambios en los ámbitos del profesional sanitario, de la propia organización, incluso del propio sistema sanitario. Llevar a cabo una implementación temprana y plena de la intervención implica afrontar de golpe toda la complejidad del proceso, y puede ser origen de factores que comprometan la validez interna y externa de la evaluación, e incluso su propia viabilidad. El objetivo de esta tesis doctoral es definir una estrategia de evaluación que posibilite la obtención de evidencia temprana sobre la eficacia sanitaria de las intervenciones en un contexto de complejidad contenida, a partir de una implementación mínima en la organización, que sea complementada mediante recursos e infraestructuras externas a ésta. Para ello se ha tomado como punto de partida un modelo organizativo de cuidados a crónicos [Wagn96a][Wagn96b], y un modelo híbrido de evaluación de servicios asistenciales basados en e-salud [Mont04]. El trabajo realizado incluye: - la definición de una metodología de evaluación de servicios asistenciales basados en telemedicina dirigidos a pacientes crónicos, - su puesta en práctica a partir de un modelo de provisión, y una plataforma de servicios de telemedicina, y - su validación en dos escenarios diferentes Las contribuciones más destacables de esta tesis son: - la definición de una metodología de evaluación de servicios asistenciales basados en telemedicina para el escenario de las enfermedades crónicas. Desde la perspectiva de las intervenciones complejas, esta metodología aborda la evaluación como un proceso en fases consecutivas para la obtención progresiva de conocimiento y evidencia a diferentes niveles (tecnológico, sanitario, y de implementación), manteniendo un efecto de contención de la complejidad hasta las fases finales, - la especificación de un modelo de provisión que establece el contexto normalizado en el que se llevan a cabo las intervenciones, y que minimiza los efectos de la complejidad en las fases iniciales de la evaluación, - el diseño y desarrollo de una plataforma de servicios de telemedicina que implementa el modelo de provisión, y soporta el despliegue simultáneo de las intervenciones y de los estudios experimentales de evaluación. Dicha plataforma, cuya arquitectura que responde a un modelo mashup/SOA, está basada en normas y estándares internacionales, software de código abierto, y tecnologías Web basadas en Internet y redes celulares digitales, y - la validación de la viabilidad y funcionalidad del marco conceptual conjunto compuesto por la metodología de evaluación, el modelo de provisión, y la plataforma de servicios, en los escenarios de la hipertensión arterial y el tratamiento de anticoagulación oral. Summary Today there is sufficient available evidence concerning the basic components required for the new models of care provision for chronically ill patients, although how they should be combined to achieve effective, coherent and transferable results remains unknown. It is fully assumed that the “information and communication technology” component serves as the central pillar in the cohesion and articulation of the proposed models, and in this setting, under the e-health umbrella, more solid proposals are emerging. Interventions in this field constitute an interdisciplinary, multifactorial and complex context that involves substantial changes in organization, care provision, redistribution of resources, the development of new roles, etc., and within this context, the traditional methods of evaluation have been found to be little effective for obtaining significant evidence. Inspired by methodologies applied in different settings (industry, business, software and systems development, research in healthcare services, etc.), hybrid strategies have been proposed that adopt holistic approaches to evaluation, while combining widely accepted traditional procedures, such as the randomized clinical trial methodology. However, these proposals continue to be of a general, little specific nature and, in addition, face the challenge of being carried out in healthcare systems that are not prepared for this situation, since they are based on an approach that requires full implementation of the intervention in the healthcare organization throughout the entire process of evaluation. It is a widely recognized fact that the implicit complexity of healthcare organization is the major obstacle to carrying out the evaluations of the new care provision models. This difficulty has a greater impact during the process of implementing the intervention. The implementation constitutes a process conditioned by numerous factors that involve changes in the settings of the healthcare professional, in the organization itself, and even in the very healthcare system. The achievement of an early and full implementation of the intervention entails taking on the entire complexity of the process immediately and face to face, and can originate factors that compromise the internal and external validity of the evaluation, and even its very viability. The objective of this doctoral thesis is to define an evaluation strategy that makes it possible to obtain early evidence concerning the clinical efficacy of the interventions, in a context of contained complexity, based on a minimal implementation in the organization, which would be complemented by means of external resources and infrastructures. For this purpose, the chosen starting point was an organizational model of care for chronically ill patients [Wagn96a][Wagn96b], and a hybrid model for the evaluation of healthcare services based on e-health [Mont04]. The study performed includes: - the definition of a methodology for the evaluation of telemedicine-based healthcare services, focusing on chronically ill patients, - putting it into practice on the basis of a provision model and a platform for telemedicine services, and - its validation in two different settings. The major contributions of this thesis are: - the definition of a methodology for the evaluation of telemedicine-based healthcare services for the chronic disease setting. From the perspective of complex interventions, this methodology focuses on evaluation as a process in consecutive phases for the progressive gathering of knowledge and evidence at different levels (technological, clinical and implementation), maintaining an effect of contention of the complexity until the final phases, - the specification of a provision model that establishes the normalized context in which the interventions are carried out and minimizes the effects of the complexity in the initial phases of the evaluation, - the design and development of a telemedicine service platform that implements the provision model and supports the simultaneous deployment of the interventions and the experimental evaluation studies. This platform, whose architecture corresponds to a mashup/SOA model, is based on international norms and standards, open source software and Web technologies based on the Internet and digital cellular networks, and, - the validation of the viability and functionality of the joint conceptual framework encompassing the evaluation methodology, the provision model and the service platform, in the arterial hypertension and oral anticoagulation therapy settings