Enharmonic motion: Towards the global dynamics of negative delayed feedback

In this thesis, we establish a new method for describing the qualitative dynamics of the so-called Hopf-Smale attractors in scalar delay differential equations with symmetric negative delayed feedback. The dynamics of Hopf-Smale attractors are robust under regular perturbations. Qualitatively, the attractor consists of an equilibrium, periodic orbits, and connections between them. We describe the mechanism that produces the periodic orbits and show how their formation creates new connecting orbits via sequences of Hopf bifurcations. As a result, we obtain an enumeration of all the phase diagrams, that is, the directed graphs encoding the equilibrium and periodic orbits as vertices and the connections as edges. In particular, we have obtained a prototype, the so-called enharmonic oscillator, that realizes all Hopf-Smale phase diagrams. Besides describing the Hopf-Smale attractors, our method also sheds insight into the formation process of certain global attractors with positive delayed feedback.In dieser Arbeit wird eine neue Methode zur Beschreibung der qualitativen Dynamik der sogenannten Hopf-Smale-Attraktoren in skalaren retardierten Differentialgleichung mit symmetrischer negativer verzögerter Rückkopplung entwickelt. Die Dynamik von Hopf-Smale-Attraktoren ist robust gegenüber regelmäßigen Störungen. Qualitativ besteht der Attraktor aus einem Gleichgewicht, periodischen Orbits und Orbits zwischen diesen. Wir beschreiben den Mechanismus, der die periodischen Orbits erzeugt und zeigen, wie dieser neue verbindende Orbits über Sequenzen von Hopf-Bifurkationen erzeugt. Als Ergebnis erhalten wir eine Aufzählung aller Phasendiagramme, d.h. der gerichteten Graphen, die die Gleichgewichts- und periodischen Bahnen als Knoten und die Verbindungen als Kanten kodieren. Insbesondere haben wir einen Prototyp, den sogenannten enharmonischen Oszillator, gefunden, der alle Hopf-Smale-Phasendiagramme verwirklicht. Neben der Beschreibung der Hopf-Smale-Attraktoren gibt unsere Methode auch Aufschluss über den Entstehungsprozess bestimmter globaler Attraktoren mit positiver verzögerter Rückkopplung

Classroom VR: un juego en RV para mejorar las capacidades comunicativas de profesores de secundaria

Trabajo de fin de grado del Grado en Ingeniería Informática, Facultad de Informática UCM, Departamento de Ingeniería del Software e Inteligencia Artificial, Curso 2019/2020Según los informes de prácticas de capacitación de los futuros maestros de educación secundaria, existen importantes deficiencias en las aptitudes de comunicación, necesarias para dirigir adecuadamente una clase. A pesar de la existencia de módulos relacionados con la comunicación en los maestros de enseñanza, no hay un aprendizaje real en esta área, y los estudiantes (los futuros profesores) expresan su temor cuando se trata de manejar una clase. Actualmente, la realidad virtual está presente en diferentes campos, como la medicina, la ingeniería, las humanidades, etc. Sus características (en particular la relativa a la creación de un entorno seguro, su ubicuidad y su alta capacidad de inmersión) la convierten en una tecnología ideal para la formación de habilidades de comunicación. Paralelamente, en los últimos diez años, los videojuegos han demostrado su eficacia como herramientas de aprendizaje, solos o combinados con otras estrategias pedagógicas. Por estas razones, consideramos la siguiente hipótesis: La realidad virtual en combinación con los videojuegos es, por un lado, un entorno eficaz para simular situaciones realistas relacionadas con la enseñanza secundaria y, por otro, un entorno ideal para practicar y aprender habilidades de comunicación para el aula. Teniendo esto en cuenta, hemos creado un entorno virtual que sirve como herramienta de formación para los futuros profesores de secundaria, para mejorar sus habilidades de comunicación y acostumbrarse a una clase real. Simula una clase de secundaria con estudiantes y funciona como un videojuego. Los estudiantes virtuales simulan el comportamiento de los estudiantes reales en el aula. Los futuros profesores empiezan el juego delante de la clase, como en la mayoría de las escuelas secundarias. La herramienta establece el fondo del juego, ofreciendo un contexto completo, acciones o comportamientos previos (por ejemplo, dos estudiantes han estado peleando toda la semana anterior). Después, el usuario tiene que reaccionar como en una situación real, manejando situaciones complicadas. Nuestro videojuego analiza en tiempo real el comportamiento del usuario (tono de voz, distancia entre el usuario y el o los estudiantes problemáticos y detección de vocabulario asertivo o negativo) y reacciona a través de los propios estudiantes, es decir, ofreciendo un comportamiento realista a las acciones del usuario. Somos optimistas sobre las posibilidades de nuestra herramienta en la formación de los profesores, ya que evita las costosas y complicadas prácticas logísticas en entornos reales. Los expertos consultados coinciden en el valor añadido que esta herramienta puede ofrecer a las prácticas en escuelas reales. El videojuego ofrece el entorno perfecto para aprender y comprender cómo manejar situaciones estresantes a través de una comunicación efectiva antes de enfrentarse a estudiantes reales.According to the reports of training practices from future secondaryschool teachers, there are significant shortcomings in the communication skills required to properly manage a class. Despite the existence of modules related to communication in the educational masters of teaching staff, there is no real learning in this area, and students (the future teachers) express their fear when it comes to dealing with a class. Currently, virtual reality is present in different fields, such as medicine, engineering, humanities, etc. Its characteristics (in particular the one concerning the creation of a safe environment, its ubiquity, and its high immersion capacity) turn it into an ideal technology for training communication skills. In parallel, in the last ten years, video games have proven their effectiveness as learning tools, alone or combined with other pedagogical strategies. For these reasons, we consider the following hypothesis: Virtual reality in combination with video games is, on the one hand, an effective environment for simulating realistic situations related to secondary education, and, on the other, an ideal environment to practice and learn communication skills for the classroom. Taking this into account, we have created a virtual environment that serves as a training tool for future secondary-school teachers, to improve their communication skills and get used to a real class. It simulates a secondary-school class with students and works as a video game. The virtual students work by simulating behaviors of real students in the classroom. Future teachers start the game in front of the class as in most secondary schools. The tool sets the game background, offering the complete context, actions, or previous behaviors (i.e., two students have been fighting all over the previous week). After, the user has to react as in a real situation, managing complicated situations. Our video game analyses in real-time the user’s behavior (voice tone, the distance between the user and the problematic student or students and detection of assertive or negative vocabulary) and reacts through the students themselves, i.e., offering realistic behavior to the user’s actions. We are optimistic about the possibilities of our tool on the teachers’training since it avoids the expensive and logistical complicated real environments practices. The experts consulted agree on the added value that this tool can offer to practices in real schools. The video game offers the perfect environment to learn and understand how to manage stressful situations through effective communication before facing real students.Depto. de Ingeniería de Software e Inteligencia Artificial (ISIA)Fac. de InformáticaTRUEunpu

Costs of denied health care services and of the lawsuits filed to obtain them in Medellín, 2009

ABSTRACT: To retrace the legal route of writs for the protection of constitutional rights involving health care services and to determine the cost of such processes and those of the health care services invoked in a sample of such writs taken in Medellín city. Methods: a descriptive study with a qualitative focus for retracing the legal route of the writs, and a quantitative approach for the purpose of cost estimation. The 2009 SOAT (Mandatory Car Insurance) fees were used for assessing the cost of the health care services. As for the assessment of the legal costs, we used the micro-costing approach together with the activity-based costing methodology. Results: for each $100 corresponding to the cost of the services denied by the health care services provider, the Medellín judicial system spent around$48 on each legal process. In more than half of the cases, the cost of the legal action was higher than the services’ cost. Discussion: the cost of the legal process involving the writs for the protection of constitutional rights regarding health care services that were filed in the country between 1999 and 2009 could represent 2% of the budget circulating throughout the entire health system. This cost is just a part of the transaction costs generated by the health care services providers’ breach of the social contract established by the Colombian Constitution. Furthermore, in most cases there is also a breach of the private contract between these service providers and the health system users.RESUMEN: Reconstruir la ruta jurídica de la tutela en salud y determinar los costos de este proceso y de los servicios de salud invocados en una muestra de tutelas de la ciudad de Medellín. Metodología: estudio descriptivo con enfoque cualitativo para la reconstrucción de la ruta jurídica y una orientación cuantitativa para la estimación de los costos; se utilizaron tarifas de Seguro Obligatorio de Accidentes de Tránsito a precios de 2009 para la valoración de los servicios; para el costeo de los recuros del proceso jurídico se utilizó la perspectiva del micro-costeo incorporada en la metodología de costos Basados en Actividades y su valoración a precios de mercado de 2009. Resultados: por cada $100 correspondiente al costo de los servicios negados por las entidades promotoras de salud, el sistema judicial de Medellín gastó$48 en el trámite de cada tutela. En más del 50% de los casos el costo de la acción jurídica resultó ser superior al costo de los servicios. Discusión: el costo del proceso jurídico de las tutelas en salud presentadas en el país en el período 1999-2009 podría estar representando el 2% de los dineros que circulan en todo el sistema de salud. Este costo constituye sólo parte de los costos de transacción que se derivan del incumplimiento de las eps de un contrato social contemplado en la constitución política y en la mayoría de los casos del incumplimiento del contrato privado que ellas han sucrito con los usuarios afiliados al sistema de salud

PRECISION: A Reconfigurable SIMD/MIMD Coprocessor for Computer Vision Systems-on-Chip

Computer vision applications have a large disparity in operations, data representation and memory access patterns from the early vision stages to the final classification and recognition stages. A hardware system for computer vision has to provide high flexibility without compromising performance, exploiting massively spatial-parallel operations but also keeping a high throughput on data-dependent and complex program flows. Furthermore, the architecture must be modular, scalable and easy to adapt to the needs of different applications. Keeping this in mind, a hybrid SIMD/MIMD architecture for embedded computer vision is proposed. It consists of a coprocessor designed to provide fast and flexible computation of demanding image processing tasks of vision applications. A 32-bit 128-unit device was prototyped on a Virtex-6 FPGA which delivers a peak performance of 19.6 GOP/s and 7.2 W of power dissipationThis work is funded by the Ministry of Science and Innovation, Government of Spain (projects TIN2013-41129-P and TEC2012-38921-C02-02) and the Xunta de Galicia (contract GRC 2014/008)S

Métodos numéricos aplicados a la mecánica de fluidos

Las aplicaciones de la mecánica de fluidos a la vida real son de gran importancia. En ámbitos tan distintos como el diseño de naves y la meteorología las ecuaciones de Navier-Stokes desempeñan un papel fundamental. A pesar de que son los ingenieros los que normalmente hacen uso de este modelo, se trata de un tema complejo desde el punto de vista matemático y que necesita una importante carga de análisis funcional para desarrollarse. Este trabajo pretende estudiar las herramientas matemáticas necesarias para resolver la ecuación de Stokes (una linearización de Navier-Stokes) y llevar a término una simulación mediante elementos finitos

Hybrid Bifurcations and Stable Periodic Coexistence for Competing Predators

We describe a new mechanism that triggers periodic orbits in smooth dynamical systems. To this end, we introduce the concept of hybrid bifurcations: Such bifurcations occur when a line of equilibria with an exchange point of normal stability vanishes. Our main result is the existence and stability criteria of periodic orbits that bifurcate from breaking a line of equilibria. As an application, we obtain stable periodic coexistent solutions in an ecosystem for two competing predators with Holling's type II functional response

The role of promoters on the catalytic performance of MxV2O5 bronzes for the selective partial oxidation of H2S

[EN] Metal-containing vanadium oxide bronzes (MxV2O5; M= Cu, Ag and Ca) have been prepared, characterized (before and after reaction) by various physicochemical techniques, and tested in the partial oxidation of H2S. The catalysts were prepared hydrothermally at 175 ¿C (from gels containing M/V molar ratios of 0.17 or 0.33) and heat-treated at 500 ¿C/2 h in N2. The most effective catalysts, showing a sulfur selectivity greater than 95 % for a H2S conversion beyond 90 %, were those presenting vanadium oxide bronze (ß-Cu0.261V2O5 or Ag0.333V2O5) as the main crystalline phase. Cu- and Ag-containing vanadium oxide bronzes were stable under reaction conditions. For calcium containing materials (mainly presenting the Ca0.17V2O5 bronze phase), the formation of CaSO4 has been observed during the reaction, which resulted in a negative effect on both activity and selectivity. The nature of active and selective sites in this type of catalysts, as well as the role of promoters, are also discussed.The authors would like to acknowledge the Ministerio de Ciencia e Innovacion of Spain (TED2021-130756B-C31, TED2021-130756B-C32 and MAT2017-84118-C2-1-R projects) . Authors from ITQ also thank Project SEV-2016-0683 for supporting this research. A.A. acknowledges Severo Ochoa Excellence Program for his fellowship (BES-2017-080329) and Dr. Ferran Sabate from ITQ for his assistance with the EPR data treatment.Ruiz-Rodríguez, L.; De Arriba-Mateos, A.; Vidal Moya, JA.; Blasco Lanzuela, T.; Rodríguez-Castellón, E.; López Nieto, JM. (2022). The role of promoters on the catalytic performance of MxV2O5 bronzes for the selective partial oxidation of H2S. Applied Catalysis A General. 647:1-11. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2022.11890011164