Repositorio Yachay Tech (Univ. Yachay Tech)
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Andean medicinal plants for skin diseases: traditional uses, phytochemistry, and pharmacological profile
No full textSkin conditions are considered a severe public health problem. However, conventional medicine based on a single compound fails to provide efficient clinical responses and low-cost drugs without side effects to various dermatological pathologies. The Andes possess one of the most pronounced flora biodiversity in the world, being a vast home of secondary metabolites active against different diseases. Thus, this literature review explores the ethnobotanical knowledge of Andean medicinal plants, both endemic and introduced species, and aims to summarize the findings of research activities for treating skin diseases. The methodology consists of identifying and selecting Andean medicinal plants that meet ethnobotanical studies and pharmacological information criteria.
The literature review revealed the ethnobotanical use of 116 plant species belonging to 61 botanical families to treat skin conditions. The most traditionally used families are the Asteraceae (13%), Lamiaceae (7%), Fabaceae (5%), Anacardiaceae (4%) and Poaceae (3%), widely distributed in the Andes. The medicinal plants were primarily prepared through infusions of leaves and were administered topically by the Andean people. The phytochemical studies revealed that the main classes of active secondary metabolites were phenolic compounds and terpenes. Besides the pharmacological studies of Andean medicinal plants and their herbal formulations showed enhanced biological properties, which are relevant for treating and preventing skin conditions but also for skin care.Las afecciones cutáneas son consideradas un grave problema de salud pública. Sin embargo, la medicina convencional no consigue dar respuestas clínicas eficientes ni fármacos de bajo coste sin efectos secundarios a varias patologías dermatológicas. Los Andes poseen una de las biodiversidades de flora más pronunciadas del mundo, siendo un vasto hogar de metabolitos secundarios activos contra diferentes enfermedades. Así, esta revisión bibliográfica explora el conocimiento etnobotánico de las plantas medicinales andinas, tanto de las especies endémicas como de las introducidas, y pretende resumir los hallazgos de las actividades de investigación para el tratamiento de las enfermedades de la piel. La metodología consiste en identificar y seleccionar las plantas medicinales andinas que cumplen los criterios de contar con estudios etnobotánicos e información farmacológica.
La revisión bibliográfica reveló el uso etnobotánico de 116 especies de plantas pertenecientes a 61 familias botánicas para tratar afecciones de la piel. Las familias más utilizadas tradicionalmente son las Asteraceae (13%), Lamiaceae (7%), Fabaceae (5%), Anacardiaceae (4%) y Poaceae (3%), ampliamente distribuidas en los Andes. Las plantas medicinales andinas se preparaban principalmente mediante infusiones de hojas y eran administradas comúnmente por vía tópica. Según estudios fitoquímicos reportados, las principales clases de metabolitos secundarios activos son los compuestos fenólicos y los terpenos. Además, los estudios farmacológicos de las plantas medicinales andinas y sus formulaciones herbales revelaron potenciales propiedades biológicas para el tratamiento y la prevención de afecciones cutáneas.Químico/
Illicit tweet detection using Transformers
No full textTwitter is a very broad social network, allowing people to communicate with each other and express their ideas, thanks to its short and quick approach to posting. Unfortunately, it is not exempt from illicit affairs occurring on the platform. One arising problem in social networks, in general, is how they are used to promote and spread illegal services, such as human trafficking, prostitution, illegal drugs, etc., thanks to those platforms' reach. Thus, it is important to identify those kinds of messages in order to detect illegal activities and act upon them. In this work, a framework for such detection is presented and developed using four Transformer models, the currently most powerful architecture to work in natural language processing. To feed and train the models, a dataset of Spanish tweets was curated and labeled to identify which tweets contained illicit offerings or content in their text. Two non-Transformer models were also used for comparison. The experiments showed that Transformer models are very good at adapting to the particularities of the Spanish language and the structure of tweets, with BERTweet and DistilBERT obtaining the highest results. Also, the Transformer models can adapt to not heavily imbalanced datasets (in this work, a proportion of near 2:1) and are not affected by the use of data augmentation.Twitter es una red social muy amplia que permite a las personas comunicarse entre sí y expresar sus ideas gracias a su enfoque corto y rápido en las publicaciones. Desafortunadamente, no está exenta de asuntos ilícitos que ocurren en la plataforma. Un problema que surge en las redes sociales en general es cómo se utilizan para promover y difundir servicios ilegales, como la trata de personas, la prostitución, las drogas ilegales, entre otros, gracias al alcance de esas plataformas. Por lo tanto, es importante identificar esta clase de mensajes para detectar actividades ilegales y actuar al respecto. En este trabajo, se presenta y desarrolla un marco para dicha detección utilizando 4 modelos basados en Transformers, la arquitectura más potente actualmente para trabajar en procesamiento del lenguaje natural. Para alimentar y entrenar a los modelos, se seleccionó y etiquetó un dataset de tweets para identificar cuáles contienen ofertas o contenido ilícito en su texto. Dos modelos no basados en Transformers también fueron usados para propósitos de comparación. Los experimentos mostraron que los modelos basados en Transformers son bastante buenos para adaptarse a las particularidades del idioma español y a la estructura que suelen tener los tweets, siendo los modelos BERTweet y DistilBERT los mejores. Además, se observó que los modelos basados en Transformers se pueden adaptar a datasets que no tengan un desbalance fuerte (para este trabajo, una proporción de casi 2:1) y no son afectados cuando se usan datos sintéticos.Ingeniero/a en Tecnologías de la Informació
Data analysis using Sparse PCA
No full textIn the field of research and science, the study data is getting larger, which leads to difficult management of these, it is here where many Multivariate Analysis techniques arise that allow us to manage these databases by reducing of dimension of these. The reduction method used in this work is called Sparse Principal Component Analysis, which is responsible for obtaining principal components whose loadings matrix is mostly made up of zeros, facilitating its interpretation.
Some algorithms of this method were applied to a Clinical test COVID-19 database from which it was obtained that of the 7 variables, 4 of them were the most important since with them around 91% of the explained variance was reached. Finally, these algorithms were more effective than classic PCA since, due to the structure of their loadings matrix, they are easier to interpret. In addition, they do not present difficulties when working with outliers and, finally, they present a low computational cost.En el campo de la investigación y la ciencia, los datos de estudio cada vez son más grandes, lo que conlleva a una difícil gestión de estos, es aquí donde surgen muchas técnicas de Análisis Multivariante que nos permiten gestionar estas bases de datos mediante la reducción de dimensión de estas. El método de reducción utilizado en este trabajo se denomina Análisis de Componentes Principales Sparse, el cual se encarga de obtener componentes principales cuya matriz de carga está mayoritariamente conformada por ceros, facilitando su interpretación.
Se aplicaron algunos algoritmos de este método a una base de datos de Pruebas Clínicas COVID-19 de la cual se obtuvo que, de las 7 variables, 4 de ellas eran las más importantes ya que con ellas se alcanzaba alrededor del 91% de la varianza explicada. Finalmente, estos algoritmos fueron más efectivos que un PCA clásico ya que, debido a la forma de su matriz de carga, son más fáciles de interpretar. Además, estos no presentan dificultades a la hora de trabajar con outliers y, finalmente, presentan un bajo coste computacional.Matemático/
Chemical characterization of 3 basic mono-thiadiazine compounds with antimalarial activity and their cross-reactivity in humoral response
No full textMalaria is a life-threatening disease caused by parasites of the genus Plasmodium and transmitted by the bite of female Anopheles mosquitoes. Of the 172 species of Plasmodium, only five can infect humans. P. falciparum is the most aggressive and responsible for most malaria-related deaths. Nearly half of the world’s population is at risk of malaria, which is endemic in 86 countries. The global malaria mortality rate is between 0.3 and 2.2%. The emergence of insecticide-resistant mosquitoes and drug-resistant parasites has led to a rise in malaria cases and deaths in recent years. Since discovering the protozoa that cause malaria, there have been many scientific advances, including developing antimalarials and insecticides. Timely pharmacologic intervention can significantly reduce the burden of risk. Clinical trials are underway to develop an affordable vaccine for malaria prevention and new drugs to overcome resistance to antimalarial drugs.
Previous studies tested the antimalarial activity of six bis-thiadiazine derivatives in rodents. Only two of these controlled infection in the rodents’ model P. berguei and P. yoelii. Therefore, there is interest in evaluating the humoral response of mono-THTT with hyperimmune sera from BALB/c mice. It is expected that the chemical structures of each compound can be identified through the recognition of polyclonal antibodies to relate these compounds with the antimalarial activity previously evaluated. It is also expected to obtain lower cytotoxicity and superior antimicrobial activity than previous studies.
The compounds evaluated in this project have the following amino acids, Glycine-L-Proline (HP1), Lysine-Glycine (HP2) and Glycine – Lysine (HP3). These were characterized using FTIR, UHPLC and melting point. The indirect ELISA assay showed that all compounds have high antigenicity relative to the control. The compounds were also evaluated using a cytotoxicity assay by the colorimetric MTT method, and it showed that none of the mono-THTT derivatives were toxic. Finally, an antimicrobial activity assay was performed with S. aureus and E. Cole.El paludismo es una enfermedad potencialmente mortal causada por parásitos del género Plasmodium y transmitida por la picadura de mosquitos hembra del género Anopheles. De las 172 especies de Plasmodium, sólo cinco pueden infectar al ser humano. P. falciparum es la más agresiva y la responsable de la mayoría de las muertes relacionadas con el paludismo. Casi la mitad de la población mundial corre el riesgo de contraer el paludismo, que es endémico en 86 países. La tasa mundial de mortalidad por paludismo se sitúa entre el 0,3 y el 2,2%. La aparición de mosquitos resistentes a los insecticidas y de parásitos resistentes a los medicamentos ha provocado un aumento de los casos de paludismo y de las muertes por esta enfermedad en los últimos años. Desde que se descubrieron los protozoos causantes del paludismo, se han producido muchos avances científicos, como el desarrollo de antimaláricos e insecticidas. Una intervención farmacológica a tiempo puede reducir significativamente la carga de riesgo. Se están realizando ensayos clínicos para desarrollar una vacuna asequible para la prevención del paludismo y nuevos fármacos para vencer la resistencia a los medicamentos antipalúdicos.
Estudios anteriores probaron la actividad antipalúdica de seis derivados de la bis-tiadiazina en roedores. Sólo dos de ellos controlaron la infección en el modelo de roedores P. berguei y P. yoelii. Por lo tanto, es interesante evaluar la respuesta humoral de mono-THTT con sueros hiperinmunes de ratones BALB/c. Se espera poder identificar las estructuras químicas de cada compuesto a través del reconocimiento de anticuerpos policlonales para relacionar estos compuestos con la actividad antimalárica previamente evaluada. También se espera obtener una citotoxicidad menor y una actividad antimicrobiana superior a la de estudios anteriores.
Los compuestos evaluados en este proyecto tienen los siguientes aminoácidos, Glicina-L-Prolina (HP1), Lisina-Glicina (HP2) y Glicina-Lisina (HP3). Éstos se caracterizaron mediante FTIR, UHPLC y punto de fusión. El ensayo ELISA indirecto mostró que todos los compuestos tienen una alta antigenicidad en relación con el control. Los compuestos también se evaluaron mediante un ensayo de citotoxicidad por el método MTT colorimétrico, y mostró que ninguno de los derivados mono-THTT era tóxico. Por último, se realizó un ensayo de actividad antimicrobiana con S. aureus y E. Cole.Ingeniero/a Biomédico/
On the main Vekua equation
No full textThis thesis consists of two parts. In the first part, we consider an elliptic system of equations in the plane called main Vekua equation. We study theoretical aspects of pseudoanalytic function theory for the main Vekua equation. Specifically, starting with the concept of generating pair we develop the theory of differentiation and integration for the main Vekua equation. Then, we present a method for the construction of an infinite system of solutions of this equation, called formal powers, that in some sense generalizes the usual powers of complex analysis. Also, we study the connection between the main Vekua equation and the two-dimensional stationary Schrödinger equation. In the second part we extend some of the previous results for the main Vekua equation in its matrix form.Esta tesis consta de dos partes. En la primera parte, consideramos un sistema elíptico de ecuaciones en el plano denominado ecuación principal de Vekua. Estudiamos aspectos teóricos de la teoría de funciones pseudoanalíticas respecto a la ecuación principal de Vekua. En concreto, partiendo del concepto de par generador desarrollamos la teoría de diferenciación e integración para la ecuación principal de Vekua. Luego, presentamos un método para la construcción de un sistema infinito de soluciones de esta ecuación, denominado potencias formales, que en cierto sentido generalizan las potencias usuales del análisis complejo. Además, estudiamos la conexión entre la ecuación principal de Vekua y la ecuación de Schrödinger estacionaria bidimensional. En la segunda parte extendemos algunos de los resultados anteriores para la ecuación principal de Vekua en su forma matricial.Matemático/
Standardization and diagnosis of avian malaria using Polymerase Chain Reaction (PCR) in hummingbirds: a pilot assay
No full textMalaria is a tropical infectious disease that affects different species of mammals, reptiles, and birds. Avian malaria is caused by protozoans of the genus Plasmodium and Hemoproteus that can affect the reproduction and lifespan of birds. It can be detected through different diagnostics methods, such as optical microscopic examination of blood smears, serological and molecular methods.
Molecular methods such as the polymerase chain reaction (PCR) are used for the diagnosis of malaria because they have provided more specificity, reliability, and sensitivity. Once optimized, this large-scale technique is cheaper, faster, and more reliable compared to other techniques.
In this study, the method that was used is PCR since this technique has been designed to improve sensitivity and specificity. Initially, a sample standardization procedure was executed to establish the optimal parameters and reagents to be used in the PCR procedure (Abad et al., 2021).
The main objective of this trial was the standardization and diagnosis of avian malaria in Hummingbirds. In this work, 15 blood samples of hummingbirds from the tropical humid forest of the Mindo sector located in the province of Pichincha were be examined. Finally, the results obtained from the study of the PCR test compared with the data from a previous study, in which a microscopic examination of blood smears was performed with the same individuals. In summary the PCR technique presented less sensitivity that optical microscopy diagnosis.La malaria es una enfermedad infecciosa tropical que afecta a diferentes especies de mamíferos, reptiles y aves. La malaria aviar es causada por protozoos del género Plasmodium y Hemoproteus que pueden afectar la reproducción y la vida útil de las aves (Abad et al., 2021). Se puede detectar a través de diferentes métodos de detección, como el examen microscópico de frotis de sangre, métodos serológicos y moleculares.
Los métodos moleculares como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se utilizan para el diagnóstico de la malaria porque han proporcionado mayor especificidad, confiabilidad y sensibilidad. Una vez optimizada, esta técnica a gran escala es más económica, rápida y confiable en comparación con otras técnicas.
En este estudio, el método utilizado es la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), ya que esta técnica ha sido diseñada para mejorar la sensibilidad. y especificidad. Inicialmente, se realizó un procedimiento de estandarización de muestras para establecer los parámetros y reactivos óptimos a utilizar en el procedimiento de PCR.
El objetivo principal de este ensayo fue la estandarización y el diagnóstico de la malaria aviar. En este estudio se examinaron 15 muestras de sangre de colibríes del bosque húmedo tropical del sector de Mindo ubicado en la provincia de Pichincha. Finalmente, los resultados obtenidos del estudio de la prueba PCR se compararon con los datos de un estudio anterior, en el que se realizó un examen microscópico de frotis de sangre con los mismos individuos. En resumen, la técnica PCR presentó menor sensibilidad que el diagnóstico por microscopía óptica.Ingeniero/a Biomédico/
Chemical synthesis and characterization of monothiadiazine, and its evaluation of the humoral response in BALB/c mice
No full textMalaria is a tropical disease caused by a protozoan parasite of the genus Plasmodium, which is transmitted between humans through the bite of female Anopheles spp. mosquitoes. Nowadays, the resistance to chloroquine as an effective drug in treatment shows severe health problem. So, the project aimed to synthesize three mono-thiadiazine derivatives (mono-THTT) where the valine (Val) is always present as N-3 or N-5 substituent: Val-Val, Leu-Val, and Val-Gly. All mono-THTTs were characterized using infrared spectroscopy (FT-IR), melting point (MP) and ultra-high-performance liquid chromatography (UHPLC). The humoral immune response of mono-THTT was evaluated in the BALB/c rodent model, using hyper-immune sera in indirect enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). As well, cross-reactivity using an indirect ELISA test, and the cytotoxicity of the compounds using a Promega MTT colorimetric test was assessed.
The Val-Gly compound was recognized by the polyclonal antibodies of all the hyper-immune sera, previously obtained by immunized BALB/c mices. It showed that the most antigenic compound is Val-Gly; there were found significant differences between the mean of the Val-Gly hyper-immune serum and the mean of the pre-immune serum in the evaluation of all mono-THTT derivatives. However, the hyper-immune sera for Leu-Val and Val-Val compounds, did not significantly differ from the pre-immune serum in the examination of cross-reactivity, indicating that these compounds are poorly antigenic. Additionally, because the mono-THTT compounds were recognized by their own antibodies, mixing them and utilizing them as combination therapy is viable. Finally, the cytotoxicity assay showed that none of the three mono-THTT compounds are cytotoxic.La resistencia a la cloroquina como un tratamiento efectivo a la malaria muestra un severo problema sanitario. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue sintetizar tres derivados de mono tiadiazina (mono-THTT) donde la valina (Val) está siempre presente como sustituyente en N-3 o N-5: Val-Val, Leu-Val, and Val-Gly. Todos los mono-THTT fueron caracterizados usando espectroscopía infrarroja (FT-IR), punto de fusión (MP) y cromatografía líquida de ultra alta resolución (UHPLC). La respuesta humoral inmune de los mono-THTT fue evaluado en modelos de ratón BALB/c, usando suero hiperinmune en un ensayo de inmunoadsorción ligado a enzimas (ELISA) indirecto. Así también, fueron evaluadas la reactividad cruzada usando ELISA indirecta y la citotoxicidad de los compuestos usando un ensayo colorimétrico MTT de la compañía Promega.
El compuesto Val-Gly fue reconocido por los anticuerpos monoclonales de todos los sueros hiperinmunes que fueron obtenidos de ratones BALB/c previamente inmunizados. Esto demostró que el compuesto más antigénico es Val-Gly, porque existen diferencias significativas entre la media del suero hiperinmune de Val-Gly contra el suero preinmune al ser evaluado junto a todos los compuestos mono derivados de la tiadiazina (mono-THTT). Sin embargo, el suero hiperinmune de los compuestos Leu-Val y Val-Val no difieren significativamente del suero preinmune en los ensayos de reactividad cruzada, indicando así que estos dos compuestos son débilmente antigénicos. Adicionalmente, debido a que los compuestos mono-THTT fueron reconocidos por sus propios anticuerpos, es viable su mezcla como terapia combinada. Finalmente, los ensayos de citotoxicidad demostraron que ningún compuesto mono-THTT es citotóxico.Ingeniero/a Biomédico/
The study of diatoms doped with nanoparticles for atrazine adsorption
No full textAtrazine is one of the world's most effective and inexpensive herbicides and is used more frequently than any other herbicide. Atrazine is frequently detected in water and has been known to affect the reproduction of aquatic flora and fauna, impacting the community structure as a whole. Moreover, microalgae have been recognized as one of the most efficient microorganisms to remediate industrial effluents. Among microalgae, diatoms are silica-shelled unicellular eukaryotes found in all types of water bodies and flourish very well, even in wastewater. They act as smart nanocontainers to adsorb various trace metals, dyes, polymers, and drugs that are hazardous to humans and aquatic life. The beautiful nanoarchitecture in diatoms allows them to easily bind to ligands of choice to form a nanocomposite structure with other molecules such as metals, polymers, and other pollutants. This work studies the structural properties and the adsorption of atrazine using the Aulacoseira genus microalgae-derived biosilica decorated with gold nanoparticles (Au-NPs) or silver nanoparticles (Ag-NPs). The characterization of the samples will be done by using Ultraviolet-Visible spectroscopy (UV-vis), Fourier transforms infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive spectroscopy (EDX), and Fluorescence microscopy. This work aims to evaluate the use of diatoms decorated with plasmonic nanoparticles to remove atrazine from wastewater. The impact of this work relies on the current importance of environmental remediation using low-cost bioresources, and such naturally available diatom nanomaterials are economical and highly sensitive to help in the facile removal of toxic pollutants from wastewater.La atrazina es uno de los herbicidas más efectivos y económicos del mundo, utilizado con más frecuencia que cualquier otro. Se detecta con frecuencia en el agua y se sabe que afecta la reproducción de la flora y fauna acuáticas, impactando la estructura de la comunidad en su conjunto. Además, las microalgas han sido reconocidas como uno de los microorganismos más eficientes para remediar efluentes industriales. Entre las microalgas, las diatomeas son eucariotas unicelulares con caparazones de sílice que se encuentran en todo tipo de cuerpos de agua y prosperan incluso en aguas residuales. Actúan como nanocontenedores inteligentes para adsorber varios metales traza, colorantes, polímeros y fármacos peligrosos para los humanos y la vida acuática. La hermosa nanoarquitectura de las diatomeas les permite unirse fácilmente a ligandos de elección para formar una estructura nanocompuesta con otras moléculas como metales, polímeros y otros contaminantes. Este trabajo estudia las propiedades estructurales y la adsorción de atrazina utilizando biosílice derivada de microalgas del género Aulacoseira decorada con nanopartículas de oro (Au-NPs) o nanopartículas de plata (Ag-NPs). La caracterización de las muestras se realizará utilizando espectroscopía ultravioleta-visible (UV-vis), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopía Raman, microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de dispersión de energía (EDX) y microscopía de fluorescencia. Este trabajo tiene como objetivo evaluar el uso de diatomeas decoradas con nanopartículas plasmónicas para eliminar la atrazina del agua residual. El impacto de este trabajo se basa en la importancia actual de la remediación ambiental utilizando recursos biológicos económicos, y estos nanomateriales de diatomeas naturalmente disponibles son económicos y altamente sensibles para ayudar en la fácil eliminación de contaminantes tóxicos del agua residual.Ingeniero/a en Nanotecnologí
Dynamic electromagnetic spectrum access through an action-specific deep recurrent Q-network
No full textThe new generation of wireless networks shall adapt to growth in mobile data traffic and support the increasingly high demand for data in wireless devices. This increase would create a spectrum occupancy saturation in a few years due to the implementation of emerging technologies like 5G/6G. Recently, researchers proposed a new innovative spectrum-sharing method called dynamic spectrum access (DSA) to solve the spectrum-sharing problem between bands. Secondary users (SUs), should be capable of accessing the underutilized spectrum holes of the primary users (PUs) bands to fulfill the whole system, increase the spectral efficiency, and minimize the interference between spectrum users. In this work, we proposed an action-specific deep reinforcement learning approach that modifies the deep reinforcement learning algorithm. Our proposal introduces an intermediate long-short-term memory layer for remembering action-observation pairs to deal with non-observable channels. Our network can learn how to access wireless channels in a coordinated way. The network mentioned above can remember past states and keep channels in its memory which is useful for improving the network training. We evaluate the performance of the network by conducting real-world scenario simulations. The results show that our proposal can overcome Q-learning-based schemes for DSA in terms of computational memory and channel accessibility which leads SUs to access their respective channels with an optimal signal-to-interference-plus-noise ratio.La nueva generación de redes inalámbricas debe adaptarse al crecimiento del tráfico de datos móviles y soportar una demanda cada vez mayor de datos en dispositivos inalámbricos. Esto crearía una saturación de ocupación de espectro en pocos años a medida que se implementen tecnologías emergentes como 5G/6G. En trabajos recientes, investigadores han propuesto un nuevo método innovador de compartición de espectro llamado acceso dinámico al espectro (DSA) para resolver el problema de compartición de espectro entre bandas. Los usuarios secundarios (SUs) deben ser capaces de acceder a los huecos de espectro subutilizados de las bandas de usuarios primarios (PUs) para intentar llenar todo el sistema. Este acceso dinámico logra aumentar la eficiencia espectral y minimizar la interferencia entre los usuarios del espectro. En esta tesis, proponemos un enfoque de aprendizaje profundo de refuerzo basado en acciones, que es una modificación del algoritmo aprendizaje por refuerzo profundo. Nuestra propuesta introduce una capa intermedia de memoria a corto y largo plazo para recordar pares de acción-observación con el fin de tratar con canales no-observables. Nuestra red es capaz de aprender cómo acceder a canales inalámbricos de manera coordinada. La red puede recordar estados pasados y mantenerlos en su memoria, los cuales sirven para un mejor entrenamiento de la red. Evaluamos su rendimiento mediante simulaciones en escenarios casi parecidos a escenarios del mundo real. Los resultados muestran que nuestra estrategia propuesta puede superar a los esquemas basados en aprendizaje por refuerzo como el Q-learning para entornos de acceso dinámico. Estas mejoras incluyen: accesibilidad al canal y optimización en términos de memoria computacional. Esto permite a los SUs acceder a sus canales respectivos con una relación señal-ruido-interferencia óptima.Ingeniero/a en Tecnologías de la Informació
Optimization problems using the particle swarm optimization algorithm
No full textSeveral techniques and models for training artificial neural networks exist, such as the architecture of the multi-layer perceptron. Multi-layer perceptron has a non-linear mapping between inputs and outputs of the neural network. Furthermore, Backpropagation is the traditional algorithm for training a neural network. On the other hand, in recent years, nature-inspired metaheuristic algorithms have been implemented to optimize the parameters of ANN. A popular algorithm for this task is PSO, which has a quantum version (QDPSO). Thus, this thesis proposes the integration of QDPSO in a multi-layer perceptron for classification problems and compares it with PSO, PSO-bound, L-BFGS, Adam, and SGD. The contributions of this work are the architecture and integration of the QDPSO, validation of the model proposed comparing with optimizers based on metaheuristics and gradient using benchmark datasets, and analysis of the training behavior increasing the classes and samples number of the circle dataset. Besides, we propose a technique for image classification using Isomap as a reduction algorithm. Isomap reduces six times the image features for the input layer. Also, it is compared with MSD, TSNE, and PCA using the iris and breast cancer datasets. Finally, the validation and comparison results demonstrated that the architecture and technique proposed in this thesis have an excellent classification of the benchmark and MCW datasets. Moreover, the QDPSO optimizer has faster convergence and adequate behavior during the training for balanced datasets.En la actualidad existen diversas técnicas y modelos para el entrenamiento de redes neuronales artificiales, como la arquitectura del perceptrón multicapa. El perceptrón multicapa tiene un mapeo no lineal entre entradas y salidas de NN. Además, Backpropagation es el algoritmo tradicional para entrenar una red neuronal. Por otro lado, en los últimos años se han implementado algoritmos metaheurı́sticos inspirados en la naturaleza para optimizer los parámetros de ANN. Un algoritmo popular para esta tarea es PSO, que tiene una emocionante versión cuántica (QDPSO). Por lo tanto, esta tesis propone la integración de QDPSO en un perceptrón multicapa para problemas de clasificación y lo compara con PSO, PSO-bound, L-BFGS, Adam y SGD. Las contribuciones de este trabajo son la arquitectura e integración del QDPSO, la validación del modelo propuesto comparándolo con optimizadores basados en metaheurı́sticas y gradiente utilizando conjuntos de datos benchmark, y el análisis del comportamiento de entrenamiento aumentando el número de clases y muestras del conjunto de datos circular. Además, proponemos una técnica de clasificación de imágenes usando Isomp como algoritmo de reducción. Isomap reduce seis veces las caracterı́sticas de la imagen para la capa de entrada. Además, se compara con MSD, TSNE y PCA utilizando los conjuntos de datos de cáncer de mama e iris. Finalmente, los resultados de validación y comparación demostraron que la arquitectura y la técnica propuesta en esta tesis tienen una excelente clasificación de los conjuntos de datos benchmark y MCW. Además, el optimizador QDPSO tiene una convergencia más rápida y un comportamiento admirable durante el entrenamiento para conjuntos de datos balanceados.Ingeniero/a en Tecnologías de la Informació