Modelling human emotions using immersive virtual reality, physiological signals and behavioural responses

Tesis por compendio[ES] El uso de la realidad virtual (RV) se ha incrementado notablemente en la comunidad científica para la investigación del comportamiento humano. En particular, la RV inmersiva ha crecido debido a la democratización de las gafas de realidad virtual o head mounted displays (HMD), que ofrecen un alto rendimiento con una inversión económica. Uno de los campos que ha emergido con fuerza en la última década es el Affective Computing, que combina psicofisiología, informática, ingeniería biomédica e inteligencia artificial, desarrollando sistemas que puedan reconocer emociones automáticamente. Su progreso es especialmente importante en el campo de la investigación del comportamiento humano, debido al papel fundamental que las emociones juegan en muchos procesos psicológicos como la percepción, la toma de decisiones, la creatividad, la memoria y la interacción social. Muchos estudios se han centrado en intentar obtener una metodología fiable para evocar y automáticamente identificar estados emocionales, usando medidas fisiológicas objetivas y métodos de aprendizaje automático. Sin embargo, la mayoría de los estudios previos utilizan imágenes, audios o vídeos para generar los estados emocionales y, hasta donde llega nuestro conocimiento, ninguno de ellos ha desarrollado un sistema de reconocimiento emocional usando RV inmersiva. Aunque algunos trabajos anteriores sí analizan las respuestas fisiológicas en RV inmersivas, estos no presentan modelos de aprendizaje automático para procesamiento y clasificación automática de bioseñales. Además, un concepto crucial cuando se usa la RV en investigación del comportamiento humano es la validez: la capacidad de evocar respuestas similares en un entorno virtual a las evocadas por el espacio físico. Aunque algunos estudios previos han usado dimensiones psicológicas y cognitivas para comparar respuestas entre entornos reales y virtuales, las investigaciones que analizan respuestas fisiológicas o comportamentales están mucho menos extendidas. Según nuestros conocimientos, este es el primer trabajo que compara entornos físicos con su réplica en RV, empleando respuestas fisiológicas y algoritmos de aprendizaje automático y analizando la capacidad de la RV de transferir y extrapolar las conclusiones obtenidas al entorno real que se está simulando. El objetivo principal de la tesis es validar el uso de la RV inmersiva como una herramienta de estimulación emocional usando respuestas psicofisiológicas y comportamentales en combinación con algoritmos de aprendizaje automático, así como realizar una comparación directa entre un entorno real y virtual. Para ello, se ha desarrollado un protocolo experimental que incluye entornos emocionales 360º, un museo real y una virtualización 3D altamente realista del mismo museo. La tesis presenta novedosas contribuciones del uso de la RV inmersiva en la investigación del comportamiento humano, en particular en lo relativo al estudio de las emociones. Esta ayudará a aplicar metodologías a estímulos más realistas para evaluar entornos y situaciones de la vida diaria, superando las actuales limitaciones de la estimulación emocional que clásicamente ha incluido imágenes, audios o vídeos. Además, en ella se analiza la validez de la RV realizando una comparación directa usando una simulación altamente realista. Creemos que la RV inmersiva va a revolucionar los métodos de estimulación emocional en entornos de laboratorio. Además, su sinergia junto a las medidas fisiológicas y las técnicas de aprendizaje automático, impactarán transversalmente en muchas áreas de investigación como la arquitectura, la salud, la evaluación psicológica, el entrenamiento, la educación, la conducción o el marketing, abriendo un nuevo horizonte de oportunidades para la comunidad científica. La presente tesis espera contribuir a caminar en esa senda.[EN] In recent years the scientific community has significantly increased its use of virtual reality (VR) technologies in human behaviour research. In particular, the use of immersive VR has grown due to the introduction of affordable, high performance head mounted displays (HMDs). Among the fields that has strongly emerged in the last decade is affective computing, which combines psychophysiology, computer science, biomedical engineering and artificial intelligence in the development of systems that can automatically recognize emotions. The progress of affective computing is especially important in human behaviour research due to the central role that emotions play in many background processes, such as perception, decision-making, creativity, memory and social interaction. Several studies have tried to develop a reliable methodology to evoke and automatically identify emotional states using objective physiological measures and machine learning methods. However, the majority of previous studies used images, audio or video to elicit emotional statements; to the best of our knowledge, no previous research has developed an emotion recognition system using immersive VR. Although some previous studies analysed physiological responses in immersive VR, they did not use machine learning techniques for biosignal processing and classification. Moreover, a crucial concept when using VR for human behaviour research is validity: the capacity to evoke a response from the user in a simulated environment similar to the response that might be evoked in a physical environment. Although some previous studies have used psychological and cognitive dimensions to compare responses in real and virtual environments, few have extended this research to analyse physiological or behavioural responses. Moreover, to our knowledge, this is the first study to compare VR scenarios with their real-world equivalents using physiological measures coupled with machine learning algorithms, and to analyse the ability of VR to transfer and extrapolate insights obtained from VR environments to real environments. The main objective of this thesis is, using psycho-physiological and behavioural responses in combination with machine learning methods, and by performing a direct comparison between a real and virtual environment, to validate immersive VR as an emotion elicitation tool. To do so we develop an experimental protocol involving emotional 360º environments, an art exhibition in a real museum, and a highly-realistic 3D virtualization of the same art exhibition. This thesis provides novel contributions to the use of immersive VR in human behaviour research, particularly in relation to emotions. VR can help in the application of methodologies designed to present more realistic stimuli in the assessment of daily-life environments and situations, thus overcoming the current limitations of affective elicitation, which classically uses images, audio and video. Moreover, it analyses the validity of VR by performing a direct comparison using highly-realistic simulation. We believe that immersive VR will revolutionize laboratory-based emotion elicitation methods. Moreover, its synergy with physiological measurement and machine learning techniques will impact transversely in many other research areas, such as architecture, health, assessment, training, education, driving and marketing, and thus open new opportunities for the scientific community. The present dissertation aims to contribute to this progress.[CA] L'ús de la realitat virtual (RV) s'ha incrementat notablement en la comunitat científica per a la recerca del comportament humà. En particular, la RV immersiva ha crescut a causa de la democratització de les ulleres de realitat virtual o head mounted displays (HMD), que ofereixen un alt rendiment amb una reduïda inversió econòmica. Un dels camps que ha emergit amb força en l'última dècada és el Affective Computing, que combina psicofisiologia, informàtica, enginyeria biomèdica i intel·ligència artificial, desenvolupant sistemes que puguen reconéixer emocions automàticament. El seu progrés és especialment important en el camp de la recerca del comportament humà, a causa del paper fonamental que les emocions juguen en molts processos psicològics com la percepció, la presa de decisions, la creativitat, la memòria i la interacció social. Molts estudis s'han centrat en intentar obtenir una metodologia fiable per a evocar i automàticament identificar estats emocionals, utilitzant mesures fisiològiques objectives i mètodes d'aprenentatge automàtic. No obstant això, la major part dels estudis previs utilitzen imatges, àudios o vídeos per a generar els estats emocionals i, fins on arriba el nostre coneixement, cap d'ells ha desenvolupat un sistema de reconeixement emocional mitjançant l'ús de la RV immersiva. Encara que alguns treballs anteriors sí que analitzen les respostes fisiològiques en RV immersives, aquests no presenten models d'aprenentatge automàtic per a processament i classificació automàtica de biosenyals. A més, un concepte crucial quan s'utilitza la RV en la recerca del comportament humà és la validesa: la capacitat d'evocar respostes similars en un entorn virtual a les evocades per l'espai físic. Encara que alguns estudis previs han utilitzat dimensions psicològiques i cognitives per a comparar respostes entre entorns reals i virtuals, les recerques que analitzen respostes fisiològiques o comportamentals estan molt menys esteses. Segons els nostres coneixements, aquest és el primer treball que compara entorns físics amb la seua rèplica en RV, emprant respostes fisiològiques i algorismes d'aprenentatge automàtic i analitzant la capacitat de la RV de transferir i extrapolar les conclusions obtingudes a l'entorn real que s'està simulant. L'objectiu principal de la tesi és validar l'ús de la RV immersiva com una eina d'estimulació emocional usant respostes psicofisiològiques i comportamentals en combinació amb algorismes d'aprenentatge automàtic, així com realitzar una comparació directa entre un entorn real i virtual. Per a això, s'ha desenvolupat un protocol experimental que inclou entorns emocionals 360º, un museu real i una virtualització 3D altament realista del mateix museu. La tesi presenta noves contribucions de l'ús de la RV immersiva en la recerca del comportament humà, en particular quant a l'estudi de les emocions. Aquesta ajudarà a aplicar metodologies a estímuls més realistes per a avaluar entorns i situacions de la vida diària, superant les actuals limitacions de l'estimulació emocional que clàssicament ha inclòs imatges, àudios o vídeos. A més, en ella s'analitza la validesa de la RV realitzant una comparació directa usant una simulació altament realista. Creiem que la RV immersiva revolucionarà els mètodes d'estimulació emocional en entorns de laboratori. A més, la seua sinergia al costat de les mesures fisiològiques i les tècniques d'aprenentatge automàtic, impactaran transversalment en moltes àrees de recerca com l'arquitectura, la salut, l'avaluació psicològica, l'entrenament, l'educació, la conducció o el màrqueting, obrint un nou horitzó d'oportunitats per a la comunitat científica. La present tesi espera contribuir a caminar en aquesta senda.Marín Morales, J. (2020). Modelling human emotions using immersive virtual reality, physiological signals and behavioural responses [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/148717TESISCompendi

Ni-based catalysts derived from nickel aluminate spinel for hydrogen production by Aqueous-Phase Reforming of glycerol

341 p.Hydrogen, as an energy carrier, plays an important role in decarbonizing the energy system. Among different alternatives, Aqueous-Phase Reforming (APR) of biomass-derived feedstock, such as glycerol, is a promising catalytic process to produce H2. In order to provide high selectivity and reaction rates, under mild operating conditions (235 ºC/35 bar), the APR catalyst must be effective in breaking C-C, C-H, and O-H bonds, as well as active for the WGS reaction. Besides, it should present resistance to deactivation under the harsh hydrothermal conditions of the APR.In this thesis, the potential of nickel aluminate spinel (NiAl2O4) as a catalytic precursor is determined. The effect of the reduction temperature on the catalytic precursor is studied establishing correlations between the physicochemical properties and the catalytic performance. Complementarily, two strategies for the NiAl2O4 optimization are examined. First, the addition of Mg and Ce surface promoters, and then, the alternative synthesis by the novel nanocasting method. Upon reduction, the spinel precursor allows the formation of small (< 14 nm) and stable metallic Ni particles. Besides, its adequate stability leads to stable H2 yield during long term runs (50 h TOS) and shows potential to be used in the APR

La formación continua en las unidades de información: el caso de la Biblioteca José Figueres Ferrer del Instituto Tecnológico de Costa Rica (ITCR)

This article highlights the importance of Continuous Training as a process to improve production and professional development, not only of the organization but also of its staff in order to expand knowledge based and stay up-to-date on new technological advances. The authors summarized the experience in Continuous Training of the José Figueres Ferrer Library at the Instituto Tecnológico de Costa Rica; whose Continuous Training Program has contributed to enhance its staff`s professional competenc

Prospectiva del sector eléctrico para latinoamerica al año 2020

Colombia se proyecta fuertemente hacia el futuro, respaldado por todo su potencial en los recursos con los que cuenta, esto se dará gracias a la entrada de varios proyectos que están en construcción en estos momentos y algunos otros que están por iniciar. También continúa con la expansión hacia otros países con la construcción de nuevas líneas de transmisión y así poder convertirse en exportador de energía hacia Ecuador, Perú y los países de Centroamérica. Todo está dado para que estemos entre los líderes, solo es aprovechar lo que tenemos y desarrollar apropiadamente las tecnologías ya que somos privilegiados de tener tantos recursos y debemos aprender de los líderes como Brasil y México y algunos países Europeos. Con ayuda del sector Eléctrico contribuimos al desarrollo del paí

Cultural Angle and Degrees of Transculturation in Multicultural Societies

Current Western societies are characterized by cultural diversity. Europe has gradually become a place populated by very diverse groups, due mainly to an influx of immigration. Various adaptation mechanisms have developed in the receiving society, and in turn, in immigrant groups. Due to a variety of factors, including well-embedded social prejudices, stereotypes and cultural distance, there are different expressions of ethnocentrism and degrees of transculturation in multicultural contexts. The main focus of this paper is to establish an original and realistic classification of these social responses, based on systematic observation and direct interaction

Validation of the EPACODI-1 Scale: University Students’ Perceptions of Inclusive Education

In the last fifteen years, changes have been taking place in education systems at the international and national levels that aim to achieve, in the near future, the objectives set by the UN International Convention on the Rights of Persons with Disabilities (hereafter CRPD). Spain is no stranger to these objectives, as recognized in the new Organic Law for the Modification of the Law on the Organization of Education. This situation makes it necessary to know the perceptions that professionals in training (about to graduate) from faculties of education have about the legal content established by articles 4.1.i and 24 of the CRPD on inclusive education. In order to ascertain these perceptions, the EPACO-DI-1 instrument was used in a quantitative and confirmatory study by means of a multivariate factor analysis (CFA), applying the parallel estimation method of ordinary least squares (OLS) and principal axes with polychoric correlation and promax oblique rotation. This study involved 552 fourth-year students between the ages of 21 and over 45 from the specializations offered by the Faculty of Education of the University of Murcia. The obtained results are consistent and show the validity of the EPACODI-1 scale for determining the perceptions of professionals in training on inclusive education.DIDE research group of the Department of Didactics and School Organization of the Faculty of Education of the University of Murci

Evaluación ambiental del plan básico de ordenamiento territorial del Municipio de Belén de Umbría

La evaluación al Plan básico de Ordenamiento Territorial del Municipio de Belén de Umbría, se realizo con el propósito de brindar a la administración Municipal una serie de herramientas de planificación, las cuales sirva de base al momento crear un nuevo documento (PBOT). Este trabajo se realizo bajo la hipótesis de: ¿En el Plan Básico de Ordenamiento Territorial del Municipio de Belén de Umbría, se encuentra realmente planteada una dimensión Ambiental?. Para la obtención de los resultados se realizo un diseño metodológico basado en la planeación estratégica; mediante unas fases de formulación, diagnostica, y prospectiva. Arrojando como resultados: la realización de un diagnostico socio-ambiental actualizado del Municipio, la elaboración de una serie de matrices, entre las cuales se encuentra: Matriz de seguimiento y evaluación, donde se hizo un análisis de los proyectos planteados en el documento soporte, con respecto a los proyectos ejecutados por las diferentes administraciones desde el año 2000 al 2007; una Matriz cartográfica, por medio de la cual, se busco conocer con que información georeferenciados cuenta el Municipio; y una matriz de evaluación de Determinantes ambientales establecidos por la CARDER, matrices con las cuales se busco evaluar el estado en el que se encuentra el Plan Básico de Ordenamiento Territorial. Para que esta función se cumpla, son necesarias directrices nacionales, regionales y sobre todo locales, todas ellas debidamente armonizadas entre sí para que desde los objetivos de la gestión ambiental local, sean los actores locales quienes por medio de la construcción de instrumentos de planificación orienten los planes, programas y proyectos de desarrollo contemplando los principios de la Gestión del Riesgo. Por lo anterior y teniendo en cuenta las diferentes amenazas naturales y antrópicas a las que se expone el Departamento de Nariño, se presenta el Plan Departamental de gestión de riesgo de desastres 2008/2018, construido con los actores regionales de la prevención y atención de desastres.Assessment at the basic land use plan of the municipality of Belén de Umbría was made to give the municipality's administration some tools of planification, this tools help to create a new document. This work was performed under the hypothesis: In the land use master plan of the municipality of Belen de Umbria, is actually raised an environmental dimension? To obtain the results of a methodological design was performed based on strategyc planning, through some stages of development, diagnosis and foresights. Results in the realization of a socio-environmental diagnosis of the current municipality, developing a series of matrices, which include: monitoring and evaluation matrix, which gave an analysis of the projects outlined in the document support, whith regard to projects implemented by different administrations from 2000 to 2007; a matrix mapping by means of which are seeking to know that the town has geo-information and an evaluation matrix of environmental determinants established by CARDER, matrices with which we seek to evaluate the state in which the plan basic land

Teacher educators beliefs on EFL pre-service teachers willingness to communicate in the L2

Tesis (Profesor de Inglés para la Enseñanza Básica y Media y al grado académico de Licenciado en Educación)This qualitative study is set up on the perceptions that four English teachers, from a private university in Santiago, have regarding their beliefs on EFL pre-service teachers’ willingness to communicate. In order to discover their beliefs, semi-structured interviews and observations were carried out. The motivation of this study is to contribute with information regarding willingness to communicate in the Chilean context, especially concerning higher education, also add to the reflection of teachers on their practices inside the classroom. Based on that information, the aims of this study were the following. Firstly, to explore teacher educators’ beliefs about their influence in developing EFL pre-service teachers’ willingness to communicate. Secondly, to investigate teacher educators’ beliefs about the factors that influence EFL pre-service teachers’ willingness to communicate. Thirdly, to understand teacher educators’ beliefs about the practices that can best help EFL pre-service teachers to develop willingness to communicate. Lastly, to explore to what extent the beliefs of teacher educators are reflected in their classroom practices. The main results showed that most of the beliefs that teachers mentioned to hold, matched with what they actually do in their lessons.Este estudio cualitativo se basa en las percepciones que tienen cuatro profesores de inglés de una universidad privada en Santiago con respecto a sus creencias sobre la disposición de los estudiantes de la carrera de Pedagogía en inglés para comunicarse en una segunda lengua. Para descubrir sus creencias, se realizaron entrevistas semiestructuradas y observaciones. La motivación de este estudio es contribuir con información sobre la voluntad de comunicarse en el contexto chileno, especialmente en lo que respecta a la educación superior, además de aumentar la reflexión de los profesores sobre sus prácticas dentro del aula. Con base en esa información, los objetivos de este estudio son los siguientes. Primero, explorar las creencias de los educadores de docentes acerca de su influencia en el desarrollo de la disposición de los futuros profesores de inglés para comunicarse en una segunda lengua. En segundo lugar, investigar las creencias de los educadores de docentes sobre los factores que influyen en la disposición de los futuros profesores de inglés a comunicarse. En tercer lugar, para comprender las creencias de los educadores de docentes sobre las prácticas que pueden ayudar mejor a los futuros profesores de inglés a desarrollar la voluntad de comunicarse. Por último, explorar hasta qué punto las creencias de los educadores de docentes se refleja en sus prácticas en el aula. Los principales resultados arrojan que la mayoría de las creencias que los maestros mencionaron que tienen a lo largo de las entrevistas, coinciden con lo que realmente hacen en sus clases