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SUMMARY:Defensa Tesis Doctorado Ramiro H. Gálvez
DESCRIPTION:Título: Modelado computacional de mimetización prosódica entre hablantes para mejorar la interacción humano-computadora. \nDirector: Agustín Gravano. \nJurados:\n– Ana Amador  (Departamento de Física\, FCEyN\, UBA)\n– David Escudero Mancebo  (Depto. de Informática\, Universidad de Valladolid\, España)\n– Vanina Martínez  (Departamento de Computación\, FCEyN\, UBA) \nLa defensa tendrá lugar con modalidad virtual. Link a la transmisión: https://youtu.be/_0pQKGVc7RQ \n\n\n\nResumen: \nMejorar la interacción humano-computadora es un área de investigación que día a día adquiere mayor relevancia práctica. Una manera de llevar adelante dicho intercambio\, y que cobra cada vez mayor protagonismo\, es a través de sistemas de diálogo hablado (SDSs\, por sus siglas en inglés). Por SDSs se hace referencia a sistemas computacionales que poseen la capacidad de entablar una conversación oral con sus usuarios. Dentro del área de estudio de los SDSs\, una hipótesis que resulta razonable considerar como válida es la que afirma que a medida que aumenta la naturalidad del intercambio entre un SDS y sus usuarios\, el sistema tendrá una mayor aceptación y eventualmente logrará ser más efectivo. En este contexto se entiende como un comportamiento natural a aquél que se espera siga un humano expuesto a un intercambio similar. De esta manera\, esta hipótesis reconoce que para mejorar la eficacia de los SDSs resulta primordial entender cómo se produce la comunicación oral entre personas. \nEl habla como mecanismo de transmisión de información consta de dos canales principales: el canal verbal y el canal vocal. El canal verbal incorpora el contenido lingüístico de lo que se dice (en términos simples\, la secuencia de palabras dichas). El canal vocal transmite contenido paralingüístico principalmente a través de variaciones en la prosodia\, término que hace referencia a la manera en que se produce el habla o\, en otras palabras\, a cómo se dicen las palabras. Por ejemplo\, la prosodia engloba características tales como la velocidad/tasa del habla\, el tono del habla\, la intensidad/volumen del habla\, las pausas entre palabras\, o la calidad de la voz (e.g.\, susurros\, ronquera\, voz clara). Centrándonos en cómo se producen los diálogos humano-humano\, un fenómeno documentado por la literatura previa es la tendencia que tienen los interlocutores a coordinar comportamientos en distintas dimensiones del habla; por ejemplo: el léxico y la sintaxis utilizada\, el uso de marcadores del discurso o\, en lo que hace foco esta tesis\, la prosodia utilizada. Este fenómeno\, al que comúnmente se lo llama ‘mimetización’ (o ‘entrainment’\, como se lo conoce en la literatura en inglés)\, ha sido asociado a variables sociales de los diálogos humano-humano tales como la percepción de competencia\, inteligencia y agradabilidad de los interlocutores. \nEsta tesis tiene como objetivo investigar qué impacto tiene incorporar en SDSs políticas de mimetización prosódica. Con este fin se siguieron dos enfoques complementarios. En primer lugar\, se llevaron adelante estudios de corpus con el fin de caracterizar mejor cómo se asocia la mimetización prosódica con distintas variables sociales en diálogos humano-humano. Por ejemplo\, con cómo son percibidos los diálogos en términos de naturalidad\, con qué tan satisfechos reportaron estar los interlocutores de un diálogo con el mismo\, entre otros. En estos estudios se hizo hincapié en analizar corpus que contuviesen un gran volumen de diálogos naturales y que variasen en lo referido a idioma hablado (español e inglés)\, dominio y variables sociales medidas. También se hizo hincapié en utilizar y desarrollar técnicas modernas de análisis de datos con el fin de caracterizar asociaciones complejas entre la mimetización prosódica y distintas variables sociales de los diálogos. En segundo lugar\, en esta tesis se diseñaron\, implementaron y ejecutaron diversos experimentos conductuales de laboratorio en los cuales los participantes debieron interactuar con SDSs que adaptan sus atributos acústico-prosódicos a los de los usuarios. Estos experimentos se enfocaron en estudiar la relación existente entre distintas políticas de mimetización prosódica y la confianza de los usuarios en estos sistemas. Los experimentos variaron en lo referido a la tarea experimental llevada a cabo\, idioma analizado y en lo referido a las políticas de mimetización implementadas (por ejemplo\, mimetización a nivel global o mimetización a nivel de actos de diálogo). El objetivo final de esta segunda línea de trabajo es doble: evaluar si SDSs que siguen políticas de mimetización prosódica son preferidos por sobre SDSs que no lo hacen y caracterizar qué políticas de mimetización prosódica tienen efectos positivos y negativos sobre el desempeño de los SDSs. \nLos resultados de los estudios de corpus sugieren que la asociación entre la mimetización prosódica y las variables sociales de los diálogos es menos lineal que lo sugerido por la literatura previa. A modo de ejemplo\, no necesariamente se observa que mayor mimetización prosódica se asocia a variables sociales positivas; también se observan asociaciones negativas y relaciones positivas pero con comportamientos más complejos (e.g.\, con la antisincronía prosódica). Aún más\, los resultados también sugieren que la caracterización de estas asociaciones varía entre los corpus estudiados. Los resultados de los experimentos de laboratorio sugieren que efectivamente la mimetización prosódica impacta sobre la confianza en los SDSs. Aun así\, los mismos sugieren que este impacto es sumamente sutil y complejo de caracterizar. Por ejemplo\, sugieren la existencia de interacciones al mimetizar sobre la base de distintas combinaciones de atributos prosódicos (e.g.\, el efecto observado de mimetizar en tasa del habla no es el mismo si los sistemas también mimetizan en tono e intensidad que si no lo hacen). Tomada en su conjunto\, esta tesis presenta avances en lo que refiere a medir y entender el fenómeno de la mimetización prosódica en sí\, así como también en lo referido a los efectos que tiene incluir este comportamiento en SDSs. \n\nPalabras clave: Diálogos; Sistemas de Diálogo Hablado; Asistentes Virtuales; Prosodia; Mimetización Prosódica; Variables Sociales de los Diálogos; Confianza; Sociolingüística; Actos de Diálogo.
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SUMMARY:Defensa Tesis de Licenciatura Alejandro Danós
DESCRIPTION:Título: Modelo Mundial Latinoamericano: Recuperación y Modernización \nDirector: Rodrigo Castro\nCodirector: Hugo Scolnik \nJurados: Daniel Heymann (FCE\, UBA) y Santiago Ceria (FCEyN\, UBA) \nLa defensa tendrá lugar con modalidad virtual. Link a la transmisión: https://www.youtube.com/watch?v=vMaWs3IuBMU \nDocumento de Tesis: http://gestion.dc.uba.ar/media/academic/grade/thesis/Alejandro_Dan%C3%B3s_-_Tesis_MML_-_Entrega_Final.pdf \nResumen: \nEl Modelo Mundial Latinoamericano (MML) es un modelo matemático-computacional de simulación que representa un sistema socioeconómico intersectorial a escala global. Fue desarrollado en 1972 por un grupo interdisciplinario de investigación en la Fundación Bariloche (Río Negro\, Argentina). El proyecto debió abandonarse 4 años después por causa del golpe cívico-eclesiástico-militar sufrido en el país en 1976.  \nEl MML constituyó un hito sobresaliente\, insertándose en la disciplina de “modelado global” que tuvo auge en las décadas de los 70 y 80. En el marco de la sociología de la ciencia marcó un hito mostrando la capacidad de nuestro país para producir conocimiento de manera interdisciplinaria (ciencias exactas\, naturales y sociales). Fue también una herramienta de posicionamiento ético-político frente a otros modelos de simulación de la época\, al proponer un enfoque normativo (no predictivo) que privilegia un desarrollo basado en la solidaridad y la equidad de acceso al bienestar. En lo técnico\, se destacó su estructura basada en técnicas avanzadas de optimización no lineal sin derivadas.  \nSin embargo\, la pieza fundamental del proyecto -el algoritmo del modelo- dejó de evolucionar y se hizo inaccesible por diversos motivos. \nEn este trabajo realizamos una recuperación y puesta operativa de una versión del MML rescatada recientemente en forma de impresión sobre formulario continuo datada en 1986\, y a partir de allí\, aplicamos estrategias de modernización. Tomamos al algoritmo del MML como objeto central de estudio\, privilegiando la interpretabilidad del sistema socioeconómico que representa. \nDigitalizamos la impresión en papel con un enfoque de preservación del patrimonio histórico y transcribimos el código Fortran\, obteniendo un ejecutable capaz de simular el MML por primera vez en 35 años. Luego aplicamos técnicas de ingeniería de software (ingeniería inversa\, análisis estático y dinámico\, pruebas de regresión parciales e integrales\, etc.) obteniendo: a) una nueva documentación sistemática (diagramas flujo de control y de flujo de datos) a distintos niveles de detalle\, b) una nueva versión del código reorganizado\, modularizado y refactorizado y c) un sitio web prototipo para experimentación con el modelo (parametrización\, simulación de manera remota y análisis y comparación de distintos escenarios de simulación). Finalmente\, realizamos una traducción desde Fortran (lenguaje de programación de propósito genérico) hacia Modelica (lenguaje de modelado matemático orientado a ecuaciones y a objetos). El resultado es una nueva biblioteca de modelos usable en cualquier herramienta compatible con Modelica  (en nuestro caso\, el entorno OpenModelica). Con esto\, logramos orientar la experiencia de modelado computacional más hacia la especificación matemática subyacente que a las especificidades de un lenguaje de programación particular. \nLa ambición última de este trabajo fue sentar las bases de una nueva etapa en la evolución del MML\, propiciando la futura incorporación de nuevo conocimiento interdisciplinario en forma de modelos matemático-computacionales aportados por investigadores en una gama amplia de disciplinas.
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SUMMARY:Defensa Tesis Doctorado Pablo Brusco
DESCRIPTION:Título: Estudio translingüístico de pistas del manejo de turnos en diálogos hablados\nDirector: Agustín Gravano\nJurados:\n– Horacio Franco  (Speech Technology and Research Laboratory\, SRI International\, EEUU)\n– Diego Shalom  (Departamento de Física\, FCEyN\, UBA)\n– Pablo Turjanski  (Departamento de Computación\, FCEyN\, UBA) \nLa defensa tendrá lugar con modalidad virtual. Link a la transmisión por YouTube: https://youtu.be/9MeCtENjXao \nResumen: \nCuando conversamos\, los hablantes producimos una serie de indicios acústico-prosódicos\, sintácticos e incluso gestuales que de manera combinada contribuyen al flujo y la naturalidad del manejo de turnos en las conversaciones. Por ejemplo\, sabemos que la duración de una palabra en el final de una frase o el incremento abrupto del tono de voz unos milisegundos antes de una pausa\, juegan un papel clave para determinar quién continuará hablando luego de una pequeña pausa en la conversación. A estos indicios se los conoce como pistas del manejo de turnos. \nEl estudio de estas pistas constituye un tema de creciente interés en la comunidad del procesamiento del habla\, siendo la principal razón su aplicación directa sobre los sistemas de diálogo hablado. Estos sistemas han sufrido enormes avances en su implementación y en su utilidad\, permitiendo su popularización tanto en dispositivos móviles como en los\, cada vez más cotidianos\, asistentes virtuales. Sin embargo\, aún es necesario avanzar sobre aspectos relacionados a la mejora en la naturalidad de las conversaciones\, y en particular\, a través del entendimiento de la percepción y la producción de patrones paralingüísticos\, como puede ser el manejo del tono de voz para inducir respuestas específicas por parte de los usuarios. \nEn esta tesis enfrentamos preguntas relacionadas al manejo de turnos en diálogos\, a través de la utilización de tres conjuntos de datos tomados bajo el mismo diseño experimental\, y en tres idiomas distintos: inglés norteamericano\, eslovaco y español argentino. Mediante la aplicación de técnicas de visualización de datos\, aprendizaje automático y registro de actividad cerebral\, realizamos experimentos que permiten ampliar nuestro entendimiento sobre el funcionamiento de las pistas de manejo de turnos. \nNuestros resultados sugieren que los tres idiomas\, a pesar de pertenecer a familias lingüísticas distintas\, comparten el uso general de un conjunto de atributos acústico-prosódicos en el manejo de turnos. Llegamos a la conclusión de que la explotación de atributos tales como la velocidad del habla\, el alargamiento de palabras antes de una pausa\, el tono de voz en los últimos 200 ms\, la intensidad en los últimos 1000 ms y la relación ruido/armónicos (relacionada con  la calidad de la voz) podría resultar útil para mejorar aún más la precisión de los módulos de manejo de turnos que se encuentran en los sistemas modernos de diálogo hablado. \nTambién nos interesa estudiar el tema desde una perspectiva neurolingüística. Para ello\, realizamos experimentos de aprendizaje automático para clasificar automáticamente el tipo de transición de turno\, en función de los atributos extraídos de la señal de electroencefalograma (EEG) de los participantes. Los resultados sugieren que la señal EEG del oyente contiene información útil para predecir si el hablante actual cederá el turno o continuará hablando. Estos resultados pueden conducir a nuevas herramientas valiosas para el desarrollo de interfaces cerebro-computadora. \nPor último\, investigamos la factibilidad de construir una herramienta de etiquetado automático del tipo de transiciones de turno en grabaciones de conversaciones enteras\, en modo offline. Para ello utilizamos herramientas del estado del arte\, tales como redes neuronales recurrentes bidireccionales. Este tipo de sistemas puede contribuir a la creación de herramientas automatizadas de análisis de grandes volúmenes de conversaciones. \nPalabras clave: Diálogo; Prosodia; Eslovaco; Inglés; Español; Aprendizaje Automático; EEG; Transiciones de turno.
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SUMMARY:Defensa Tesis Doctorado Bruno Bianchi
DESCRIPTION:Título: Bases cerebrales de las predicciones durante la lectura de textos naturales: análisis de Movimientos Oculares\, EEG y modelos de lenguaje natural\nDirector: Juan E Kamienkowski\nCo-Director: Diego E Shalom\nLugar de trabajo: Laboratorio de Inteligencia Artificial Aplicada\, Instituto de Ciencias de la Computación (FCEyN\, UBA – CONICET)\nJurados:\n– Nicola Molinaro (Basque Center on Cognition\, Brain & Language\, España)\n– Enzo Tagliazucchi (Departamento de Física\, FCEyN\, UBA)\n– Cecilia Forcato (Departamento de Ciencias de la Vida\, Instituto Tecnológico de Buenos Aires) \nLa defensa tendrá lugar con modalidad virtual. Link a la transmisión por YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=9PJjLeZM99E \nResumen: \nEl lenguaje es una de las capacidades distintivas del ser humano. Su estudio es de gran interés para variados campos de la ciencia. En particular\, desde las ciencias cognitivas se intenta comprender cómo operan los mecanismos existentes en el cerebro para permitir la comprensión y la generación del lenguaje. Estos mecanismos van desde la identificación de estímulos por diferentes vías (visual\, auditiva\, etc.) hasta la comprensión e integración de los mismos con el contexto en el que se encuentran. Dado que muchos de estos mecanismos son compartidos con otras capacidades cognitivas\, su estudio dará lugar a una mejor comprensión de la cognición en general. \nEl principal objetivo de esta tesis es lograr un mejor entendimiento de los mecanismos de predicción de eventos futuros durante la lectura. Esto es\, cómo predecimos palabras que todavía no leímos a partir del contexto que la antecede. Para esto realizamos una serie de estudios en los cuales analizamos el procesamiento cerebral mediante diferentes técnicas. Combinamos técnicas de EEG\, de registro de Movimientos Oculares y de modelado computacional. Por un lado\, mostramos que existen diferentes tipos de predicciones\, realizadas de acuerdo a qué leemos. Por otro lado\, observamos que los diferentes tipos de predicciones  realizados durante la lectura son capaces de influir sobre los patrones de movimientos oculares\, y tienen un reflejo en los potenciales eléctricos generados por el cerebro. \nLa presente tesis es un paso significativo hacia un cambio de paradigma en el estudio de la lectura y el procesamiento del lenguaje en el cerebro\, expandiendo el conocimiento y las metodologías de experimentación y análisis hacia estímulos y entornos más naturales. Todo esto ha sido posible gracias a la utilización y la adaptación de modernas técnicas computacionales de modelado y análisis de datos. \nPalabras clave: Lectura\, Predictibilidad\, EEG\, Movimientos Oculares\, Procesamiento del Lenguaje Natural\, Modelos Lineales Mixtos.
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SUMMARY:Defensa Tesis Doctorado Gastón Castro
DESCRIPTION:Título: Mejoras de escalabilidad y consistencia en sistemas SLAM con aplicaciones en exploración activa multi-robot.\nDirector: Pablo De Cristóforis.\nLugar de trabajo: Laboratorio de Robótica y Sistemas Embebidos\, Instituto de Ciencias de la Computación (FCEyN\, UBA – CONICET).\nJurados:\n– Prof. Juan Ignacio Giribet (Departamento de Electrónica\, Facultad de Ingeniería\, Universidad de Buenos Aires)\n– Prof. José Ángel Castellanos (Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas\, Universidad de Zaragoza)\n– Prof. Gerardo Gabriel Acosta (Departamento de Electromecánica\, Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires) \nLa defensa tendrá lugar con modalidad virtual. \nEl link a la transmisión por YouTube en vivo es: https://youtu.be/2tM4FmIpCZc\n\nResumen: \nEn un mundo en el que a los robots se les asignan periódicamente tareas cada vez más cruciales\, es esencial proporcionar capacidades de mapeo y localización eficientes\, sólidas y precisas. Una plataforma robótica móvil que opera en un entorno desconocido o impredecible requiere localizarse adecuadamente y\, simultáneamente\, construir una representación útil del entorno\, con el fin de emitir respuestas lo suficientemente robustas para la toma de decisiones que no comprometan la seguridad o recursos. Este problema se conoce como localización y mapeo simultáneo (Simultaneous Localization and Mapping\, SLAM)\, y es un requisito previo fundamental para lograr la navegación autónoma\, y representa uno de los principales temas de investigación en la comunidad de robótica. \nEn la presente tesis de investigación se presenta una versión extendida y mejorada del exitoso sistema de SLAM visual llamado S-PTAM (Stereo Parallel Tracking and Mapping)\, especialmente diseñado para hardware embebido con recursos computacionales limitados. Se introduce una política de segmentación de mapas que mejora la concurrencia de los módulos y permite trabajar de manera eficiente en áreas no conflictivas. Los algoritmos propuestos permiten seleccionar de manera eficiente partes relevantes del mapa a nivel local y ejecutar varias operaciones críticas con complejidad computacional que no dependa del tamaño total del mapa\, otorgando así\, una mayor escalabilidad al sistema SLAM. Para una experimentación realista y repetible\, el sistema resultante se evalúa sobre el dataset EuRoC MAV disponible públicamente\, empleando un dispositivo de cómputo embebido de bajos recursos. \nSe propone\, además\, un novedoso enfoque de SLAM con capacidades de estimación de la incertidumbre. La solución permite reducir la cantidad de variables de estado consideradas durante el proceso de estimación\, manteniendo una consistencia aproximada tanto en los valores estimados como en las incertidumbres con respecto a la formulación probabilística. Se proporciona una metodología para construir un prior en tiempo acotado\, independientemente del área seleccionada. Este prior servirá para contextualizar una optimización local\, dando como resultado estimaciones consistentes en términos de incertidumbre. \nPor último\, la tesis presenta una aplicación de exploración y planificación de trayectorias multi-robot utilizando métodos de SLAM capaces de mantener estimaciones consistentes de incertidumbre. De esta forma\, se muestran los beneficios existentes de los enfoques SLAM desarrollados\, logrando emplearlos para tareas de navegación autónoma eficientes.
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