Biblioteca Digital | FCEN-UBA

Biblioteca Digital ¿Por qué?
Objetivos
Impactos
Estadísticas
Documentos
Presentaciones
Notas
Autores y derechos
¿Por qué depositar?
¿Cómo depositar?
Autorización
Depositar y publicar
Editoriales
Publicar mi tesis Formulario Tesis Posgrado
Formulario Tesis Grado
Normativa
Res. CD 2053/05
Res. CD 2533/09
Res. CD 0272/13
Res. CD 2793/15

Colecciones Tesis Doctorales
Fotografías
Publicaciones
Archivo
Libros
Reportes Técnicos

Tesis > TEMA

Física [ 418 tesis ]

Física Estadística Computacional [ 2 tesis ]

Robledo, Fabiana Elizabeth. "Innovaciones metodológicas en métodos geofísicos con aplicación a diversas problemáticas ambientales" (2014-08-01) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

pdf

Resumen Registro Cita

Resumen:
Los sistemas de inducción electromagnética portátiles espira-espira (EMI o SLEM) constituyen un método geofísico ampliamente utilizado para estudiar la conductividad eléctrica del subsuelo hasta unas decenas de metros de profundidad. En ocasiones, también permiten estudiar sus propiedades magnéticas. El principal objetivo de este Trabajo de Tesis ha sido desarrollar innovaciones metodológicas en las técnicas de adquisición, procesamiento e interpretación de los datos EMI, para mejorar la información que puede obtenerse mediante este método. Los desarrollos se orientaron a aplicaciones relacionadas con diversas problemáticas medioambientales, las cuales incluyeron la detección y/o caracterización de tuberías y otros objetos enterrados, y el mapeo de plumas de contaminación por hidrocarburos en el subsuelo y las napas de agua. Se puso especial atención al caso de prospecciones realizadas en zonas urbanas y suburbanas, donde la aplicación del método suele ser dificultosa, debido a que el nivel de ruido electromagnético generalmente es elevado y a que la presencia de estructuras u objetos metálicos cercanos a las zonas estudiadas puede introducir distorsiones en los datos. En particular, se desarrollaron metodologías de adquisición alternativas a las usuales, que permiten obtener estimaciones confiables de los errores de los datos (los cuales no son informados por los instrumentos), reducir las distorsiones e incrementar la relación señal-ruido. Las metodologías presentadas tienen una excelente relación costo-beneficio, ya que son relativamente sencillas de implementar en los trabajos de campo y brindan mejoras significativas tanto respecto de la sensibilidad de los datos a las anomalías de interés, como respecto de la precisión y la resolución de los modelos obtenidos al aplicar métodos de inversión. Asimismo, se desarrolló un método para determinar el grado de confiabilidad de los modelos inversos en función de la posición y la profundidad, y se investigó qué orientaciones del instrumento resultan óptimas para prospectar blancos de pequeñas dimensiones localizados a profundidades someras. La validez de las metodologías propuestas se comprobó mediante simulaciones numéricas, trabajos de campo y experimentos controlados. En las aplicaciones correspondientes a contaminación de suelos y acuíferos, además, se investigaron las ventajas ofrecidas por la utilización conjunta de los métodos EMI y Geoeléctrico.

Abstract:
Small-loop electromagnetic induction systems (EMI or SLEM) are a geophysical method widely used for studying the electrical conductivity of the subsoil up to a few tens of meters deep. Sometimes, they also allow studying its magnetic properties. The main objective of this PhD Thesis has been to develop methodological advances in the techniques of acquisition, processing and interpretation of EMI data, for improving the information that can be obtained using this method. The developments were oriented to applications related to various environmental problems, which included the detection and/or characterization of pipes and other underground objects, and the mapping of hydrocarbon contamination plumes in the subsoil and groundwater layers. Special attention was paid to the case of surveys carried out in urban and suburban areas, where the application of this method can be difficult, because the electromagnetic noise level is usually high, and the presence of metal objects or structures near the studied areas near can introduce distortions in the data. In particular, acquisition methodologies were developed, alternative to the usual, which allow obtaining reliable estimates of the errors of the data (which are not reported by the instruments), reducing the distortions and increasing the signal to noise ratio. The proposed methodologies have an excellent cost-benefit ratio, since they are relatively simple to implement in field work, and provide significant improvements regarding both the sensitivity of the data to the target anomalies, and the accuracy and resolution of the models obtained when applying inversion methods. In addition, a method was developed for determining the degree of reliability of the inverse models as a function of the position and depth. Also, the optimal instrument orientations for prospecting objects of small size located at shallow depths were investigated. The validity of the proposed methodologies was ascertained by numerical simulations, field work and controlled experiments. In the applications corresponding to contamination of soils and aquifers, the advantages offered by the joint use of the EMI and Geoelectrical methods were also investigated.

Paz, Luciano. "Ensamblando operaciones mentales. Desarrollo de un marco teórico y computacional para la toma de decisiones humanas" (2016-03-15) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

pdf

Resumen Registro Cita

Resumen:
A lo largo de esta tesis, estudiamos el problema de la toma de decisiones en el cerebro. Nuestro enfoque fue abarcativo, intentando analizar las diversas escalas del problema, desde modelos neurofisiológicos para decisiones sencillas hasta el encadenamiento de decisiones individuales para formar programas complejos. Es claro que el cerebro es una máquina capaz de realizar cómputos de manera flexible y versátil, pero que además presenta circuitos especializados en ciertos cómputos específicos como el trazado visual de una curva, la detección de la orientación, del contraste, del mo- vimiento, etc. Estos circuitos configuran una red de procesadores especializados, capaces de operar en paralelo pero que para realizar los cómputos flexibles y versátiles, a veces deben encadenarse de forma serial. Los mecanismos específicos detrás del encadenamiento de las operaciones `elementales' del cerebro son mayormente desconocidos. Durante esta tesis ex- ponemos los requisitos computacionales que deben ser satisfechos para que las operaciones configuren programas comportamentales flexibles y complejos. Actualmente se tiene un conocimiento bastante detallado del mecanismo subyacente a las decisiones perceptuales. A partir de registros electrofisiológicos en monos y ratas que fueron entrenados para hacer tareas de discriminación perceptual, se observó que existen neuronas sensibles a las categorías que se deben responder, cuya actividad rampea hasta un nivel donde señalan la decisión. Esto se interpreta como que las neuronas integran evi- dencia sensorial ruidosa hasta alcanzar un nivel de certeza suficiente como para decidir. Esta interpretación se deriva de la estrategia de inferencia bayesiana óptima para toma de decisiones en presencia de ruido, que reproduce varias de las observaciones experimenta- les. Sin embargo, no está claro cómo es que esta inferencia se instancia en el cerebro, ni a nivel algorítmico ni neurofisiológico. En esta tesis estudiamos una propuesta particular, la inferencia aproximada por un proceso de muestreo de una distribución de probabilidad. Estudiamos este mecanismo al nivel neurofisiológico, implementando una red de neuronas que forman varios atractores dinámicos. En particular, nos enfocamos en cómo es que esta implementación permite codificar de forma natural la medida de la confianza que tienen los sujetos en la elección que tomaron. La confianza, junto al tiempo de respuesta y la tasa de errores, es uno de los observables del proceso de toma de decisión que fueron estudiados por psicólogos y neurocientíficos cognitivos. Se considera que es una medida interna crucial para el comportamiento, desde la política de toma decisiones hasta la modulación del aprendizaje en tareas complejas, cuyas bases neurofisiológicas siguen siendo mayormente desconocidas. Por último, extendemos la implementación del proceso de muestreo para explicar, al nivel algorítmico, una forma de encadenamiento de decisiones individuales. En particular, estudiamos cómo es que chicos de entre 6 y 7 años se desempe~nan en un juego sencillo de planeamiento. Proponemos un mecanismo de encadenamiento de acciones individuales (proceso de planeamiento o de búsqueda) que nos permite ajustar el desempe~no de los chicos en la tarea. Más importante aún, nos permite sondear las estrategias de los chicos para orientar o sesgar la búsqueda de cadenas de acciones (el mecanismo de asignación de valor de las acciones o la heurística). Palabras clave: Toma de decisiones, confianza, planeamiento, inferencia, computabili- dad

Abstract:
During this thesis, we studied decision making in the brain. We used a broad approach, attempting to analyze the various scales of decision making, from neurophysiological models for simple decision to chains of many individual decisions that form complex behavioral programs. It is clear that the brain is capable of performing flexible and versatile computations on demand, but also has specialized circuits devoted to specific operations such as curve visual tracing, orientation detection, contrast or movement sensing, etc. These circuits form a network of specialized processors, capable of parallel operations but to retain flexibility, they must sometimes work in serial manner. The specific mechanisms that underly the chaining of the brain's `elemental' operations is mostly unknown. During this thesis, we expose the computational requirement that must be satisfied to allow the operations to configure flexible and complex behavioral programs. Presently, the underlying mechanism behind perceptual decisions is known with a lot of detail. It was seen in electrophysiological recordings in monkeys and rats that were trained to perform perceptual discrimination tasks, that there are neurons, sensitive to the response category, whose activity ramps to a level that signals the decision. The neurons' ramping is interpreted as a noisy sensory evidence integration, which continues up to a level of certainty that is sufficient to decide. This interpretation derives from the optimal bayesian inference decision strategy, which is also able to reproduce various experimental observations. However, it is still unclear how the inference is instantiated in the brain at both the algorithmic and neurophysiological levels. In the present thesis, we study a particular proposal: inference is approximated by a sampling process. We study this mechanism at the neurophysiological level by implementing a network of neurons that form dynamic attractors. In particular, we study how this implementation is able to naturally encode a measure of the confidence subjects have in their decision. Confidence, along with response time and error rates, is one of the behavioral observables of the decision making process that have been studied by psychologists and cognitive neuroscientists for many decades. Confidence is considered a measure that subjects rely on to shape their behavior, from the decision making policy to the modulation of complex task learning, and whose neurological underpinning is mostly unknown. Finally, we extend the implementation of the sampling process to explain, at the algo- rithmic level, a form of simple decision chaining. In particular, we study how children, that have between 6 and 7 years of age, play a simple planning game. We propose a mechanism of action chaining (planning process or search process) that allows us to fit children's task accuracy. More importantly, we are able to probe the strategies that children use to shape their plans of action chains (the action value assignment mechanism or heuristic). Keywords: Decision making, confidence, planning, inference, computability

http://digital.bl.fcen.uba.ar

Biblioteca Central Dr. Luis Federico Leloir - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales - Universidad de Buenos Aires
Intendente Güiraldes 2160 - Ciudad Universitaria - Pabellón II - C1428EGA - Tel. (54 11) 4789-9293 int 34