vgaraujov/thesis-chile huggingface dataset:
Force spectroscopy of a saxitoxin bindingaptamer

Over the last decades optical tweezers have enabled the exploration of pico-Newton forces involved in several single-molecule mechanisms relevant in important biological systems (ie. DNA-folding and molecular motors). This has lead to a new understanding of the mechanical nature of the interactions occuring between biologicaly-relevant molecules. Here, in this thesis we used optical tweezers to study the folding/unfolding dynamics of the Handy-aptamer, a single-stranded-DNA molecule with high affinity for saxitoxin, a potent neurotoxin that is present in red tide algal blooms. This is the cause of substantial economic damage to the shellfish industry. To perform the pulling experiments, we developed a method to chemically attach the Handy-aptamerin between two double-stranded-DNA handles, which themselves were attached tomicron-sized polystyrene beads that were manipulated using the optical tweezers and a micropipette. From the pulling experiments we observed sharp folding/unfolding transitions. None the less, the transition between these states was observed to be erraticand time-dependent, exhibiting changes in sharpness and rate of occurence. Weattempted to stabilize the structure of the aptamer by adding Mg+2 and saxitoxin, both giving similar results; making the rip (sudden transition in extension) force histograms narrower and less abudant at higher forces; implying structure stabilization.These results have been the first steps towards characterizing the folding properties of the Handy-aptamer and identifying the properties that make it bind to saxitoxin.This would prove useful to develop better saxitoxin identifiers and sensors that would have lower toxin surveying costs and prevent deaths.
States of stress and slip partitioning within a continental strike-slip duplex and their tectonic and magmatic significance.

Los cinturones orogénicos en márgenes de subducción oblicuos acomodan la deformación en varios dominios paralelos a la fosa, comúnmente sosteniendo la componente de rumbo paralela a la fosa de la convergencia. Sin embargo, el estado de stress y la cinemática de los arcos volcánicos es más compleja de lo usualmente reconocido, incluyendo fallas de primer- y segundo-orden con sentidos de deslizamiento característicos e interacción mutua entre ellas. Estas fallas son usualmente organizadas en dúplex de rumbo de escala regional, asociados con deformación heterogénea de largo y corto plazo, así como con actividad magmática. Este es el caso del Sistema de Falla Liquiñe-Ofqui, con una extensión de 1100 km en los Andes del Sur, constituido de dos fallas maestras superpuestas y paralelas al margen, unidas por varias fallas secundarias de rumbo NE. En este trabajo, presentamos un modelo de Elementos Finitos para caracterizar la naturaleza y distribución espacial del stress a través y a lo largo del arco volcánico en los Andes del Sur, con tal de entender la partición del deslizamiento y la conexión entre tectónica y magmatismo, particularmente durante la fase intersísmica del ciclo sísmico de subducción. Correlacionamos la dinámica del dúplex de rumbo con evidencia geológica, sísmica y transporte de magma documentada por trabajos previos, mostrando consistencia entre el modelo y el comportamiento inferido del sistema de falla. Nuestros resultados muestran que la orientación del máximo stress principal es heterogéneamente distribuida en el margen continental, variando entre 15° y 25° anti horario (con respecto al vector de convergencia) en las fallas maestras y 10° a 19° horario en los dominios del antearco y trasarco. Calculamos la elipticidad del tensor de stress, indicando cizalle simple en la falla maestra este y stress transpresivo en la falla maestra Este. Las fallas subsidiarias son sometidas a un estado de stress extensivo-a-transtensivo. La falla maestra Este muestra tasas de deslizamiento de 5 a 10 mm/año, mientras que las fallas maestra Oeste y subsidiarias muestran tasas de 1 a 5 mm/yr. Nuestros resultados indican que las fallas subsidiarias favorablemente orientadas sirven como conductos de magma, particularmente donde se encuentran cerca de una intersección con una falla maestra. También, el deslizamiento de un segmento de falla es potenciado cuando la cinemática de una falla adyacente es superpuesta a la carga tectónica regional. De esta manera, los modelos de Elementos Finitos ayudan a comprender el fenómeno acoplado de tectónica y procesos volcánicos,demostrando que las observaciones geológicas y geofísicas pueden ser descritas por un pequeño número de condiciones de borde claves.
Diseño y desarrollo de herramienta de evaluación formativa en línea, y uso de sistema de respuesta en aula para un modelo flipped classroom

Flipped Classroom es un modelo de aprendizaje que lleva los contenidos fuera del aula a través de videos y lecturas, y permite un trabajo más activo dentro del aula. Sin embargo, existe una falta de herramientas de evaluación formativa que apoyen al profesor y estudiantes en el monitoreo del aprendizaje de los contenidos y en el desarrollo de habilidades superiores dentro y fuera del aula. Por otra parte, los futuros docentes reciben una formación escasamente transformadora de las prácticas frontales, donde el estudiante es un mero receptor de contenidos, y con uso de tecnología centrada en el profesor. En esta investigación se desarrolló una herramienta web que permite al estudiante realizar una evaluación formativa por cada video, de forma adaptada y considerando habilidades de pensamiento crítico. Con la información, el profesor puede generar reportes para poder orquestar y adecuar sus clases ante las necesidades y fortalezas levantadas. Con esto desarrollado, se busca estudiar los cambios que puede provocar Flipped Classroom en los profesores en formación teniendo como objetivo moverse de una estrategia pasiva de aprendizaje a una activa. Se desarrolló e implementó una estrategia de Flipped Classroom de dos fases. La primera, los estudiantes observan el contenido en videos y responden la evaluación formativa. La segunda, dentro del aula, el profesor busca profundizar los contenidos deficitarios detectados por la evaluación formativa, a través de un Sistema de Respuesta en Aula. Como resultado, se observaron cambios de los alumnos en el enfoque profundo de aprendizaje, en las percepciones de sus competencias tecnológicas como futuro docente y en una participación activa en aula. Se fomentó la transformación de la práctica pedagógica tradicional, hacia una centrada en el estudiante, que se ajusta a su ritmo de aprendizaje tanto dentro como fuera del aula.
Towards automatic service composition in REST.

Los servicios REST y las APIs Web han ganado considerable atención como elección para implementar servicios, dado que favorecen la escalabilidad y evolución. Sin embargo, la mayoría de los proveedores de este tipo de servicios describen las reglas para interactuar con los servicios a través de documentación ad-hoc, generalmente escrita en lenguaje natural. Dada la heterogeneidad de la documentación de las APIs REST, y la falta de un estándar vastamente aceptado por la comunidad, la composición automática de servicios REST es difícil de implementar. Varios intentos de documentación de servicios han sido propuestos, especialmente en la academia; sin embargo, debido a las necesidades de la industria, algunas propuestas de documentación ligera para APIs Web han sido promovidas dentro de las compañías. En esta tesis extendemos y combinamos varias propuestas, para así generar RAD (REST API Description), un modelo de documentación ligero para APIs REST, que permite una representación de grafo para los servicios documentados. Construimos un caso de estudio al documentar APIs Web reales con RAD. Poblamos una base de datos de grafo a partir de estas descripciones, y la utilizamos para soportar composición automática de servicios REST.
Entry-timing advantages in renewable natural resources industries.

Dentro de la literatura de estrategia, el estudio de ventajas competitivas de orden de entrada se ha vuelto muy popular. Con el artículo seminal de Lieberman y Montgomery (1988) los investigadores se han enfocado en cómo las firmas generan ventajas competitivas por entrar primero o después a una industria. La literatura ha explicado estas ventajas a través de mecanismos de aislamiento competitivo que funcionan como barreras de entrada para los nuevos competidores. Ha habido un fuerte estudio empírico, que ha hecho énfasis en las ventajas que obtienen los pioneros de la industria. Sin embargo, otros estudios han obtenido resultados contradictorios. En este contexto se incluye el concepto de contingencias, que se refiera a las condiciones que afectan la existencia o efectividad de la ventaja de orden de entrada, más allá del orden de entrada en sí mismo. En este trabajo nos enfocamos en una industria poco abordada en el área de estrategia: industrias de recursos naturales renovables, la cual es más similar a los commodities que a los productos diferenciados. Construimos un modelo de simulación para estudiar la existencia de ventajas competitivas de orden de entrada en esta industria. Consideramos dos mercados en que los competidores pueden actuar y cambiarse entre ellos después de pasar un período de cambio. Debido a la naturaleza “commodity” de la industria, no se habla de pioneros o entrantes tardíos sino de los competidores anticrowd (que son la minoría) y crowd. Estos agentes difieren en la heurística con la que toman sus decisiones de cambio entre mercados, éstas hacen que los anticrowd se comporten de manera anticíclica y los crowd cíclicamente en relación a los actuales precios de los productos. Se consideran diferentes escenarios de simulación: sin mecanismos de aislamiento competitivo, con curvas de aprendizaje, con innovaciones tecnológicos de proceso. Concluimos que pueden conseguirse ventajas competitivas de orden de entrada al seguir una estrategia anticíclica en el contexto de industrias de recursos naturales renovables. Sin embargo, la existencia está sujeta a ciertas condiciones: dinamismo del entorno, condiciones competitivas y restricciones de producción. Al incrementar el dinamismo del entorno y las condiciones competitivas, la ventaja competitiva para los anticíclicos aumenta. Mientras que al incrementar las restricciones de producción la ventaja para los anticíclicos disminuye. Por otro lado, al incluir mecanismos de aislamiento competitivo de productor como: curvas de aprendizaje e innovaciones tecnológicas de proceso, la ventaja de ser anticíclico disminuye pero sigue existiendo, en particular la curva de aprendizaje favorece más a los cíclicos y las innovaciones tecnológicas favorecen a ambos por igual. Este trabajo abre un amplio campo de investigación dentro de la estrategia: orden de entrada en industrias de recursos naturales.
Prior knowledge for level set segmentation.

La segmentación usando Level Sets ha sido utilizada exitosamente en varios tipos de imágenes. Sin embargo, ésta falla cuando las imágenes tienen mucho ruido, bordes difusos u oclusión. El uso de información a priori inferida a partir de bases de datos de entrenamiento permite compensar la baja calidad de las imágenes. La información a priori, puede ser débil o fuerte. La información a priori débil supone geometrías simples de la forma buscada y fuerza una topología rígida. La información a priori fuerte agrega un término de regularización que penaliza formas distintas a las del conjunto de entrenamiento y permite una topología flexible. Esta tesis presenta dos trabajos relacionados con conocimiento a priori, el primero es una aplicación de conocimiento a priori débil en segmentación cardíaca, y el segundo propone un nuevo método de conocimiento a priori fuerte. Para el conocimiento a priori débil, proponemos un método basado en level sets que preserva la topología y segmenta simultánea, rápida y precisamente los ventrículos izquierdo y derecho del corazón. Los resultados de este método fueron comparados con otros obtenidos utilizando softwares clínicamente validados (Viewforum, Philips, Best and Segment, Medviso, Lund), usando two-tailored paired t-test, correlación de Pearson, gráficos de Bland-Altman de índices funcionales y comparación voxel a voxel usando el índice Dice. El two-tailored paired t-test mostró que no hay diferencia significativa entre nuestro método y el gold standard (P<0.05), Pearson mostró alta correlación entre nuestro método y el gold standard (sobre 0.98), el índice Dice mostró alta intersección entre nuestro método y el gold standard (igual o mayor al 90%) y los gráficos de Bland-Altman mostraron alto grado de conscenso y bajo sesgo entre nuestro método y el gold standard. Para el conocimiento a priori fuerte, definir un regularizador invariante a la traslación, rotación y escalmiento de las formas presentes en la base de datos es un gran desafío. Trabajos anteriores lograron esta invarianza acoplando procesos de registro y segmentación. Esta solución es lenta y presenta resultados variables, según cómo se realice el registro. Frente a este problema, Cremers et al. (2006) propusieron un alineamiento intrínseco, mediante el cual las formas de la base de datos son normalizadas y llevadas a un sistema de coordenadas común que permite compararlas. Desgraciadamente, esta solución sólo considera invarianza a la translación y el escalamiento, sin considerar la rotación, crucial en imágenes médicas. Nuestro trabajo es una extensión del trabajo de Cremers, considerando alineamiento intrínseco invariante a la translación, escalamiento y rotación. El nuevo regularizador considera los vectores y valores propios de la matriz de covarianza de las formas de entrenamiento, produciendo un nuevo conjunto de ecuaciones de evolución. Probamos el nuevo regularizador combinado con el algoritmo de Chan-Vese en imágenes sintéticas e imágenes médicas, en 2D y 3D, mostrando resultados efectivos, precisos y destacando la importancia de considerar rotaciones en el proceso de alineamiento intrínseco.
Primal and mixed finite element methods for image registration.

La registración deformable de imágenes (DIR) representa un poderoso método computacional para analizar imágenes, con prometedoras aplicaciones en el diagnóstico en enfermedades humanas. A pesar de ser ampliamente usado en la comunidad de imágenes médicas, el análisis matemático y numérico de métodos de DIR sigue abierto. Además, aplicaciones recientes de DIR incluyen la cuantificación de indicadores mecánicos además de la transformación de alineamiento, lo que justifica el desarrollo de formulaciones novedosas de DIR donde la precisión y convergencia de campos que no sean el alineamiento pueden ser estudiadas. En este trabajo proponemos y analizamos formulaciones primal, mixta y aumentada para DIR, junto con su esquema de discretización de elementos finitos para su resolución numérica. La formulación variacional de DIR equivale a un problema de elasticidad lineal con un término fuente que depende no-linealmente de la alineación. Argumentos de punto fijo y supuestos de datos pequeños son utilizados para obtener la correcta formulación tanto del esquema continuo como del discreto para todas las formulaciones. En particular, elementos lineales por tramo para el desplazamiento en el caso primal, elementos Brezzi-Douglas-Marini de orden 1 (resp. Raviart-Thomas de orden 0) para la tensión junto con constantes por tramo (resp. lineal por tramo) para el desplazamiento para el esquema mixto (resp. aumentado), constituyen elecciones factibles que garantizan la estabilidad de los sistemas de Galerkin asociados. Estimaciones de error a priori se obtuvieron usando lemas de tipo Strang, y sus asociadas tasas de convergencia de acuerdo a propiedades de aproximación se muestran también. Ensayos de convergencia numérica y ejemplos de DIR se incluyen para mostrar la aplicabilidad del método.
Efecto de las estrategias de regulación emocional y el clima de equipos de trabajo sobre el burnout : en contexto de salud.

Analizamos la relación entre las estrategias de regulación emocional y el burnout, síndrome psicológico de desgaste profesional, en organizaciones de servicio. Basados en el modelo de interacción social, planteamos que las estrategias de regulación individual impactan la seguridad psicológica y la cohesión de tarea, y que estos atributos del clima del equipo, a su vez, impactan en el burnout de los miembros. Realizamos un estudio multinivel con 455 trabajadores hospitalarios agrupados en 64 equipos. A nivel individual, encontramos que la actuación superficial y la supresión de emociones negativas generan burnout, mientras que la amplificación de emociones positivas lo disminuye. La actuación profunda tiene dos efectos sobre el burnout: genera cansancio emocional y a la vez aumenta la realización personal. A nivel de equipo, verificamos a través de un modelo multinivel que ciertas dimensiones del clima de equipo, específicamente, la seguridad psicológica y la cohesión de tarea tienen un efecto mediador entre actuación superficial y el burnout. Adicionalmente, encontramos que tanto la seguridad psicológica como la cohesión de tarea se relacionan negativamente con algunas dimensiones del burnout. Contribuimos aclarando las consecuencias de las estrategias regulatorias sobre el burnout, y también proponiendo un modelo que explica cómo la seguridad psicológica y la cohesión de tarea median esta relación. Finalmente discutimos algunas implicancias prácticas asociadas.
Empirical basis for the development of adaptative interfaces : behavioral and neurophysiological evidences of decision-making and expertise development in a sequencial choice scenario.

En el día a día nuestra interacción con interfaces computacionales está llena de situaciones en las cuales pasamos de ser usuarios inexpertos a expertos mediante la repetición de una misma tarea. En muchas de estas interacciones debemos aprender a encontrar una ruta, dentro de una secuencia de decisiones y acciones, la cual nos lleva al resultado buscado. Por ejemplo, cuando retiramos dinero de un cajero automático, las elecciones son presentadas paso a paso y una secuencia específica de acciones debe ser realizada en orden de obtener el resultado deseado. Entonces, a medida que nos hacemos expertos en el uso de estas interfaces, ¿es posible identificar estrategias especificas de búsqueda aprendizaje? De ser así, ¿podemos usar esa información para predecir acciones futuras? Además de comprender mejor los procesos cognitivos que subyacen a la toma de decisiones secuencial, esto podría permitir construir interfaces adaptativas que puedan facilitar la interacción en diferentes momentos de la curva de aprendizaje. Aquí abordamos la pregunta de modelar el comportamiento de toma de decisiones secuencial usando una interfaz visual simple representada por un árbol de decisión binario (por sus siglas en inglés BDT) de cuatro niveles. Registramos datos conductuales de participantes voluntarios mientras tratan de resolver la tarea. Utilizando un enfoque basado en el modelo oculto de Markov, que se capitaliza la estructura jerárquica del comportamiento, luego modelamos el desempeño de los participantes durante la interacción. Nuestros resultados muestran que una partición del espacio del problema en un pequeño grupo de estrategias estereotipadas y relacionadas jerárquicamente pueden capturar potencialmente una serie de comportamientos de b´usqueda. Esto nos permite seguir c´omo los participantes aprendeny desarrollan habilidades en el uso de la interfaz. Más aún, usando una Mezcla de Expertos basadas en las estrategias, somos capaces de predecir el comportamiento de los participantes que aprenden la tarea. Además, usando indicadores conductuales derivados de nuestro modelamiento, somos capaces de capturar la compleja estructura de los procesos de aprendizaje y desarrollo de expertise presente en los registros de Electroencéfalograma (EEG) de los participantes, revelando a nivel cerebral las diferentes etapas del proceso de toma de decisión a través de Potenciales Relacionados a Eventos (pos sus siglas en inglés ERP). Nuestra meta a largo plazo es informar acerca de la construcción de interfaces que puedan establecer una conversación dinámica con sus usuarios, en orden de facilitar la interacción con ellas.
Unit commitment estocástico con restricciones de transmisión : Chile frente a un escenario de alta penetración eólica y solar

El constante crecimiento de la generación eólica y solar ha producido que los operadores de los sistemas eléctricos deban enfrentar mayores desafíos para poder mantener sus operaciones seguras en todo momento. La cuantificación de las reservas operacionales, en este sentido, toma un rol muy importante debido a que este tipo de reservas corresponde a recursos de generación, u otros, que se encuentran listos para responder en caso de una contingencia. Esta investigación presenta una revisión de los tipos de reservas operacionales utilizadas en los sistemas eléctricos para compensar las fluctuaciones en la demanda y la generación, con el objetivo de mantener el balance entre ellos en todo momento. Este estudio incluye: (1) una revisión del concepto de reservas operacionales, (2) una revisión de las metodologías utilizadas por los mercados alrededor del mundo para incluir la evaluación de las reservas operacionales en el Day-Ahead Unit Commitment (mercado del día anterior) y (3) una comparación entre la aplicación del modelo estocástico y determinístico a los sistemas eléctricos chilenos. El objetivo de esta investigación es comparar las diferentes metodologías de Unit Commitment para determinar cuál de ellas representaría una herramienta adecuada para la evaluación de las reservas operacionales en un mercado eléctrico real, como el caso de Chile. La conclusión principal que se extrae es que la evaluación estocástica de las reservas operacionales, mediante programación estocástica o evaluación de diversos escenarios bajo un enfoque determinístico, es la alternativa más apropiada bajo gran presencia de generación renovable, ya que aumenta la exactitud de las soluciones, mejorando el rendimiento del sistema cuando el recurso renovable varía. La desventaja de esta opción es el mayor tiempo de resolución que significa, por lo que se recomienda utilizar técnicas de reducción de escenarios para su aplicación, con el objetivo de mejorar su rendimiento computacional.
Un esquema eficiente de pronóstico-optimización para el pre-despacho intra-diario bajo alta penetración eólica y solar

Debido a su naturaleza variable e incierta, la integración a gran escala de la generación eólica y solar plantea retos significativos para la programación de centrales en sistemas de potencia. Para enfrentar estos desafíos, los operadores de sistemas de potencia requieren utilizar pronósticos actualizados de la mejor calidad posible para estimar la generación renovable. Motivado por esto, el presente trabajo busca estudiar los beneficios de incorporar la dependencia espacio-temporal y las estacionalidades dentro de pronósticos probabilísticos para el pre-despecho intra-diario. Con este objetivo, se propone un esquema conjunto de pronóstico-optimización altamente eficiente, en el cual la optimización de intervalos y la agrupación de centrales por tecnología es utilizada. La metodología propuesta es sometida a prueba en un sistema de 120 GW usando mediciones reales eólicas y solares, y es comparada con las técnicas ya existentes de pre-despacho determinístico y estocástico en conjunto a métodos tradicionales y mas simples de pronóstico. De los expertimientos computacionales extensivos realizados se demuestra que: i) la incorporación de la dependencia espacio-temporal y estacionalidades conlleva a mejores pronósticos, menores costos operacionales y un menor ciclaje de unidades, ii) la realización de corridas de pre despacho más frecuentes son significativamente convenientes, iii) el método propuesto es suficientemente eficiente desde un punto de vista computacional para su aplicación a la industria eléctrica.