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La hormiga argentina, Linepithema humile, es una de las especies más estudiadas en todo el mundo por haber invadido todos los continentes generando perjuicio y desequilibrios en las faunas locales. Esta hormiga se encuentra también en ambientes antropizados dentro de su rango nativo, como la Ciudad de Buenos Aires. En esta tesis se evaluó el comportamiento de recolección de cebos artificiales en la hormiga argentina. En el laboratorio se estudió el comportamiento de ingestión de soluciones de sacarosa. Se ofrecieron soluciones de diferente concentración a hormigas individuales, a diferencia de otros estudios en esta especie, donde se focalizó en el comportamiento a escala grupal. Las concentraciones intermedias fueron las más consumidas y a mayor tasa de ingestión, mientras que las de mayor concentración demandaron extensos tiempos de ingestión llevándose la hormiga una carga de buche menor. Se estudiaron posteriormente las interacciones entre la recolectora y compañeras de colonia en función de la concentración de la solución ingerida por la primera. Se caracterizaron y cuantificaron los comportamientos desplegados, realización de trofalaxias (intercambio de alimento boca a boca), contactos, y caminatas con contoneo de gáster. Las concentraciones intermedias generaron una mayor proporción de trofalaxias y éstas ocurrieron con menor latencia. Por otro lado, las hormigas dadoras realizaron más contactos, sacudidas de cabeza y contoneos de gáster conforme aumentaba la concentración de la solución ingerida. Es la primera vez que se cuantifican estos comportamientos, asociados al reclutamiento en hormigas, para diferentes calidades de un recurso. Finalmente, se estudió el comportamiento recolector de hormigas individuales frente a cebos adicionados con tóxicos borados. Para ello se formularon soluciones de sacarosa de diferente concentración adicionadas con distintas concentraciones de borato de sodio por un lado, y ácido bórico por el otro. La hormiga argentina aceptó e ingirió el cebo con ácido bórico, mientras que el cebo con borato de sodio fue rechazado o consumido en bajos volúmenes. La sobrevida de los individuos reveló una eficacia reducida para el borato de sodio. Se realizaron además estudios a campo para describir la estructura poblacional de la hormiga argentina dentro de la Ciudad Universitaria (CU). Mediante pruebas de agresión, se detectaron diferentes supercolonias, cuya extensión podía alcanzar un área de hasta 11 hectáreas. Se evaluó la distribución dentro de CU mediante cebos alimentarios, colectas directas y trampas de caída. La hormiga argentina ha demostrado ser numéricamente y comportamentalmente dominante en algunos sitios, y ausente en otros. Se determinaron las especies presentes en zonas con y sin hormiga argentina. Sumadas a las especies encontradas en la CU y alrededores, mediante colectas realizadas en otros sitios de la CABA, se ha logrado registrar las especies presentes en la ciudad, llegando a determinar un total de 60 especies. Esperamos que nuestros estudios permitan un mayor entendimiento de la estrategia particular de una especie autóctona de fundamental importancia en la actualidad y así como del comportamiento de insectos sociales. Además, esperamos que los conocimientos generados tengan un potencial campo de aplicación en el mejoramiento de protocolos de control químico de hormigas urbanas.

El presente trabajo de tesis analizó diversos aspectos de la recolección individual de néctar en la hormiga Camponotus mus. Se estudiaron en forma cuantitativa la dinámica de ingestión y diferentes variables comportamentales, en relación con la concentración de la solución de sacarosa ofrecida, con el tamaño del insecto, y con el estado nutricional de nido. El tamaño de la hormiga determina su capacidad de carga y la velocidad de ingestión. Se discute este aspecto en un marco de eficiencia individual y social. La carga en el buche y la tasa de ingestión, esto es, la velocidad con la cual la solución es ingerida, presentan una modulación según la concentración de la solución y el estado nutricional de la colonia. Cuando el nido dispone de azúcar, las hormigas ingieren soluciones de baja concentración (menos de 20% p/p) en menor cantidad y a menor velocidad que cuando al nido se lo priva de azúcares. Estas variaciones en las tasas de ingestión se producen a través de una modulación de la frecuencia en el accionar de la bomba cibarial, lo que sugiere un control central de la dinámica de ingestión de néctar. Las decisiones que la hormiga toma en relación con el llenado de buche, con el tiempo de ingestión, y con la velocidad de ingestión, permiten caracterizar la estrategia de recolección de néctar en esta especie. Un análisis comparativo con la abeja Apis mellifera L. y el esfíngido europeo Macroglossum stellatarum (Sphingidae, Lepidoptera) sugiere que la modulación de las tasas de ingestión encontrada en la hormiga C. mus podrían aparecer en otros grupos de insectos.

El problema de la supresión de la recombinación genética en el sexo heterogamético fue investigado en la mosca del Mediterraneo Ceratitis capitata, una importante plaga de los frutales. En esta especie unas pocas mutaciones morfológicas con casi nulos datos de ligamiento entre ellas habian sido reportados en el momento de comenzar esta investigación. En el transcurso de la misma se logró, en primer término aumentar el surtido de marcadores genéticos disponibles incorporando las variantes para movilidad electroforética o alozimas. Se identificaron dos alelos de la Esterasa pupal (Es) y se establecieron cepas puras para cada uno de ellos. Con dichas cepas se consiguió establecer que el gen para la esterasa pupal se encuentra en el mismo grupo de ligamiento que un gen denominado niger (ng) causante de una extrema melanización cuticular en la pupa y en el adulto. Con estos materiales se aportó la primera prueba genética de que la recombinación en el macho de esta especie no tenia lugar, al menos con frecuencia comparable a la de la hembra. Esta parte del trabado se completó con la incorporación de otro gen llamado long pupa (lp) que se manifiesta fenotipicamente por un sensible alargamiento y cambio de forma de la pupa, y que fue mapeado aproximadamente a 15 unidades de ng, estando ambos genes a su vez alejados de Es. Utilizando una cepa con una traslocación cromosómica entre el cromosoma Y y el autosoma portador del grupo de ligamiento 1p-ng-Es, bautizada T5038, se hicieron observaciones preliminares que indicaron una gran estabilidad en cuanto al ligamiento del marcador ng con el sexo. Una observación mas atenta de la misma puso de manifiesto que ciertas cigotas portadoras de duplicaciones parciales que son producidas regularmente en la progenie de la cepa T5038 son capaces, bajo ciertas circunstancias, de avanzar hasta un estadio final del desarrollo pupal. El estudio minucioso de estos individuos abortivos permitió concluir que la totalidad de los marcadores probados deben ubicarse en la porción no traslocada del autosoma mencionado mas arriba. Al considerar los fenómenos que serian responsables de inestabilidad en la cepa traslocada, fue posible distinguir entre la supervivencia tardía de cigotas aneuploides y raros eventos de recombinación en machos. Para abordar de lleno el estudio de este ultimo fenómeno se decidió usar el par de marcadores lp y dd, este último (dark dorsal abdomen) manifestado por un oscurecimiento de la cuticula del adulto. Dichos marcadores fueron elegidos por estar muy separados en el mapa genético, por ser de facil observación sin lupa, y por permitir de ese modo recuentos mucho mayores que los obtenidos usando corridas electroforéticas. Con ellos, y luego de revisar 49697 moscas, fue posible demostrar 55 casos genuinos de recombinación en el macho, cada uno de ellos comprobados por prueba de progenie. El analisis de estos datos ha revelado: 1) que este fenómenos se presenta en nuestro sistema con tasas un orden de magnitud menores que las informadas por la literatura, 2) una notable constancia y repetibilidad del fenómeno, 3) que el fenómeno se presenta tanto en los cruzamientos directos como reciprocos, 4) que no tiene efecto la presencia de un caso previo de recombinación en los padres, y 5) que tal vez exista alguna oscilación entre dos niveles de frecuencias del fenómeno, un máximo de 0,13%, y un mínimo de 0,042%, medidos siempre entre los dos marcadores lp y dd. En un esfuerzo final se emprendió la búsqueda exhaustiva de recombinación en la cepa traslocada TY+++/lp dd sw, en la cual se incorporó el nuevo marcador sw (slow-mazzard), caracterizado por ojos de color guinda y tasa de desarrollo más baja que lo normal. En total, luego de revisar 10510 moscas de la cepa traslocada fue posible demostrar 7 casos ciertos de recombinación en la misma. Cinco de ellos permitieron ademas mapear el lado del cual se encuentra el punto de ruptura de la traslocación respecto del conjunto de marcadores. Se concluyó que el mapa mas probable es: T5038-lp (49) dd (33) sw, siendo los valores entre paréntesis las distancias de recombinación entre los marcadores en la hembra. Finalmente estos resultados se evaluaron en su importancia aplicada y teórica. Los mismos se compararon con los obtenidos por otros autores y se discutieron dentro del contexto amplio del problema de la regulación de la recombinación en general, y de su papel en la evolución de las especies, poniendo especial énfasis en el problema de la supresión de la recombinación en uno de los dos sexos. Se concluyó el trabado discutiendo los mecanismos posibles y el rol adaptativo que estos fenómenos pueden desempeñar en las especies.

Mitchelstein, Eugenia

Lencina, J. D. (2019). Reconfiguraciones en el periodismo gráfico de Catamarca (1990-2018). (Tesis de maestría). Universidad Nacional de Quilmes, Bernal, Argentina.

El problema de reconocer automáticamente una acción llevada a cabo en un video está recibiendo mucha atención en la comunidad de visión por computadora, con aplicaciones que van desde el reconocimiento de personas hasta la interacción persona-computador. Podemos pensar al cuerpo humano como un sistema de segmentos rígidos conectados por articulaciones, y al movimiento del cuerpo como una transformación continua de la configuración espacial de dichos segmentos. La llegada de cámaras de profundidad de bajo costo hizo posible el desarrollo de un algoritmo de seguimiento de personas preciso y eficiente, que obtiene la ubicación 3D de varias articulaciones del esqueleto humano en tiempo real. Esta tesis presenta contribuciones al modelado de la evolución temporal de los esqueletos. El modelado de la evolución temporal de descriptores de esqueleto plantea varios desafíos. En primer lugar, la posición 3D estimada para las articulaciones suele ser imprecisa. En segundo lugar, las acciones humanas presentan gran variabilidad intra-clase. Esta variabilidad puede encontrarse no sólo en la configuración de los esqueletos por separado (por ejemplo, la misma acción da lugar a diferentes configuraciones para diestros y para zurdos) sino tambión en la dinámica de la acción: diferentes personas pueden ejecutar una misma acción a distintas velocidades; las acciones que involucran movimientos periódicos (como aplaudir) pueden presentar diferentes cantidades de repeticiones de esos movimientos; dos videos de la misma acción puede estar no-alineados temporalmente; etc. Por último, acciones diferentes pueden involucrar configuraciones de esqueleto y movimientos similares, dando lugar a un escenario de gran similaridad inter-clase. En este trabajo exploramos dos enfoques para hacer frente a estas dificultades. En el primer enfoque presentamos una extensión a Edit Distance on Real sequence (EDR), una medida de similaridad entre series temporales robusta y precisa. Proponemos dos mejoras clave a EDR: una función de costo suave para el alineamiento de puntos y un algoritmo de alineamiento modificado basado en el concepto de Instancia-a-Clase (I2C, por el término en inglés: Instance-to-Class). La función de distancia resultante tiene en cuenta el ordenamiento temporal de las secuencias comparadas, no requiere aprendizaje de parámetros y es altamente tolerante al ruido y al desfasaje temporal. Además, mejora los resultados de métodos no-paramótricos de clasificación de secuencias, sobre todo en casos de alta variabilidad intra-clase y pocos datos de entrenamiento. En el segundo enfoque, reconocemos que la cantidad de esqueletos discriminativos en una secuencia puede ser baja. Los esqueletos restantes pueden ser ruidosos, tener configuraciones comunes a varias acciones (por ejemplo, la configuración correspondiente a un esqueleto sentado e inmóvil) u ocurrir en instantes de tiempo poco comunes para la acción del video. Por lo tanto, el problema puede ser naturalmente encarado como uno de Aprendizaje Multi Instancia (MIL por el término en inglés Multiple Instance Learning). En MIL, las instancias de entrenamiento se organizan en conjuntos o bags. Cada bag de entrenamiento tiene asignada una etiqueta que indica la clase a la que pertenece. Un bag etiquetado con una determinada clase contiene instancias que son características de la clase, pero puede (y generalmente así ocurre) también contener instancias que no lo son. Siguiendo esta idea, representamos los videos como bags de descriptores de esqueleto con marcas de tiempo, y proponemos un framework basado en MIL para el reconocimiento de acciones. Nuestro enfoque resulta muy tolerante al ruido, la variabilidad intra-clase y la similaridad inter-clase. El framework propuesto es simple y provee un mecanismo claro para regular la tolerancia al ruido, a la poca alineación temporal y a la variación en las velocidades de ejecución. Evaluamos los enfoques presentados en cuatro bases de datos públicas capturadas con cámaras de profundidad. En todos los casos, se trata de bases desafiantes. Los resultados muestran una comparación favorable de nuestras propuestas respecto al estado del arte.

Activity recognition aims at identifying the activities that a person or animal performs over time. Several challenges are faced in the discrimination of activities, such as processing long-term recordings and dealing with information given at different timescales. This thesis deals with automatic activity recognition from inertial and acoustic signals, which are captured with sensors on the body of a person or an animal. Inertial signals indirectly capture body movements and are used in both humans and dairy cows. Regarding human activities, a new representation of signals was studied, based on cepstral analysis, which captures the body dynamic that is associated with the activities of interest. Cepstral features perform very well in the recognition of daily activities and outperform state-of-the-art features. In a similar scheme, preliminary experiments showed that processing inertial signals helps to detect the onset of estrus in dairy cows. On the other hand, acoustic signals are used to monitor foraging behavior in dairy cows. An algorithm is proposed for long-term analysis of this behavior to recognize grazing and rumination blocks. In a first stage, a complete recording is analyzed, based on the autocorrelation of the sound envelope, to detect regular masticatory events and to define the time boundaries of activity blocks. In a second stage, the energy of acoustic signals within a block is analyzed to detect interruptions and characterize their regularity. Rumination blocks present regular interruptions, whereas grazing blocks do not. An extensive evaluation of the proposed algorithm is made and the results obtained are very good.

Las emociones constituyen una parte fundamental de los individuos, influyendo en sucomunicación diaria, la toma de decisiones y el foco de atención. La incorporación de las emociones en la tecnología ha avanzado en losúltimos años, desde estudios exploratorios en la respuesta a los estímulos, a aplicaciones comerciales en interfaces hombre-máquina. Una de las fuentes paraidentificar estados emocionales es la respuesta fisiológica, registrada medianteseñales biomédicas. El uso de estas señales permitiría el desarrollo de dispositivos poco invasivos, como por ejemplo una pulsera, que puedan registrarseñales continuamente, en diferentes condiciones, y manteniendo la privacidad delos usuarios. Existen numerosos enfoques para el reconocimiento de afectos, condiferentes señales, técnicas de procesamiento de la señal y métodos deaprendizaje automático. Entre ellos, la combinación demúltiples señales se utilizó ampliamente para mejorar las tasas de reconocimiento,pero resulta inviable en la práctica por su invasividad. Los desafíosactuales requieren clasificadores que puedan funcionar en tiempo real, enaplicaciones interactivas, y con mayor comodidad para el usuario. En esta tesis doctoral se aborda el desafío del reconocimiento de estadosafectivos en varios aspectos. Se revisan las propiedades de cada señalfisiológica en términos de su practicidad y potencial. Se propone un método paraadaptar un clasificador a nuevos usuarios, estimando parámetros fisiológicosbasales. Luego se presentan dos métodos originales paramejorar las tasas de reconocimiento. El primero es un método supervisado basadoen mapas auto-organizativos (sSOM). Este método permite representar los espacios de características fisiológicas ymodelos emocionales, para analizar las relaciones en los datos. El otro estabasado en máquinas de aprendizaje extremo (ELM),una novedosa familia de redes neuronales artificiales que tiene gran poder degeneralización y puede entrenarse con pocos datos. Los métodos fueron evaluados y comparados con los del estadodel arte, en corpus realistas y de acceso libre. Los resultados obtenidos muestran avances en relación al estado del arte para el problema. Elmétodo de adaptación permite, a partir de pocos segundos,mejorar las tasas de reconocimiento en tiempo real, aproximando los resultados delreconocimiento que se podría hacer con posterioridad, sobre los registros completos. Utilizando una única señal de actividad cardiovascular, en particularla variabilidad del ritmo cardíaco (HRV), se lograron avances prometedores, con diferencias significativasen relación a los resultados obtenidos por los métodos del estado del arte. LasELM obtuvieron excelentes resultados y con bajo costo computacional, por lo queserían útiles para aplicaciones móviles. El sSOMlogra resultados similares, con la ventaja de proveer a la vez una herramientapara representar y analizar los espacios complejos de la fisiología y lasemociones, en una forma compacta.

Las emociones constituyen una parte fundamental de los individuos, influyendo en sucomunicación diaria, la toma de decisiones y el foco de atención. La incorporación de las emociones en la tecnología ha avanzado en losúltimos años, desde estudios exploratorios en la respuesta a los estímulos, a aplicaciones comerciales en interfaces hombre-máquina. Una de las fuentes paraidentificar estados emocionales es la respuesta fisiológica, registrada medianteseñales biomédicas. El uso de estas señales permitiría el desarrollo de dispositivos poco invasivos, como por ejemplo una pulsera, que puedan registrarseñales continuamente, en diferentes condiciones, y manteniendo la privacidad delos usuarios. Existen numerosos enfoques para el reconocimiento de afectos, condiferentes señales, técnicas de procesamiento de la señal y métodos deaprendizaje automático. Entre ellos, la combinación demúltiples señales se utilizó ampliamente para mejorar las tasas de reconocimiento,pero resulta inviable en la práctica por su invasividad. Los desafíosactuales requieren clasificadores que puedan funcionar en tiempo real, enaplicaciones interactivas, y con mayor comodidad para el usuario. En esta tesis doctoral se aborda el desafío del reconocimiento de estadosafectivos en varios aspectos. Se revisan las propiedades de cada señalfisiológica en términos de su practicidad y potencial. Se propone un método paraadaptar un clasificador a nuevos usuarios, estimando parámetros fisiológicosbasales. Luego se presentan dos métodos originales paramejorar las tasas de reconocimiento. El primero es un método supervisado basadoen mapas auto-organizativos (sSOM). Este método permite representar los espacios de características fisiológicas ymodelos emocionales, para analizar las relaciones en los datos. El otro estabasado en máquinas de aprendizaje extremo (ELM),una novedosa familia de redes neuronales artificiales que tiene gran poder degeneralización y puede entrenarse con pocos datos. Los métodos fueron evaluados y comparados con los del estadodel arte, en corpus realistas y de acceso libre. Los resultados obtenidos muestran avances en relación al estado del arte para el problema. Elmétodo de adaptación permite, a partir de pocos segundos,mejorar las tasas de reconocimiento en tiempo real, aproximando los resultados delreconocimiento que se podría hacer con posterioridad, sobre los registros completos. Utilizando una única señal de actividad cardiovascular, en particularla variabilidad del ritmo cardíaco (HRV), se lograron avances prometedores, con diferencias significativasen relación a los resultados obtenidos por los métodos del estado del arte. LasELM obtuvieron excelentes resultados y con bajo costo computacional, por lo queserían útiles para aplicaciones móviles. El sSOMlogra resultados similares, con la ventaja de proveer a la vez una herramientapara representar y analizar los espacios complejos de la fisiología y lasemociones, en una forma compacta.

González Napolitano, Silvina S.