Pláticas


13 de octubre

Tratamiento de señales biomédicas guiado por la fisiología

Biomedical signals convey information about biological systems, and can emanate from sources of as varied origins as electrical, mechanical or chemical. In particular, biomedical signals can provide relevant information on the function of the human body. This information, however, may not be apparent in the signal due to measurement noise, presence of signals coming from other interacting subsystems, or simply because it is not visible to the human eye. Signal processing is usually required to extract the relevant information from biomedical signals and convert it into meaningful data that physicians can interpret. In this respect, knowledge of the physiology behind the biomedical measurements under analysis is fundamental. Not considering the underlying physiology may lead, in the best case, to processing methods that do not fully exploit the biomedical signals being analyzed and thus extract only partially their meaningful information and, in the worst case, to processing methods that distort or even remove the information of interest in those signals.
Biomedical signal processing (BSP) tools are typically applied on just one particular signal recorded at a unique level of the functional system under investigation and with limited knowledge of the interrelationships with other components of that system. In most instances though, BSP can benefit from an analysis in which more than one signal is evaluated at a time (multi-modal processing), different levels of function are considered (multi-scale processing) and scientific input from different disciplines is incorporated (multi-disciplinary processing). For each problem at hand, the BSP researcher should decide up to which extent information from a number of signals, functional levels or disciplines needs to be incorporated to solve the problem.
As an example, a multi-scale model may be necessary in cases where, for instance, a deeper knowledge of the cell and tissue mechanisms underpinning alterations in a body surface signal is required, whereas a simplified single-scale model may be sufficient in other cases, as when investigating the relationship between two signals measured on the whole human body. At present, there are many biomedical signals that can be acquired and processed using relatively low-cost systems, which makes their use in the clinics very extensive. In particular, non-invasive signals readily accessible to physicians are increasingly being used to improve the diagnosis, treatment and monitoring of a variety of diseases. The presentation aims to illustrate the role played by BSP in the analysis of cardiovascular signals. A set of applications will be presented where BSP contributes to improve our knowledge on atrial and ventricular arrhythmias, the modulation of cardiac activity by the autonomic nervous system (ANS) and the interactions between cardiac and respiratory signals.

Profesor Pablo Laguna Lasaosa
Pablo LagunaCatedrático de Teoría de la Señal y Comunicaciones en la Escuela de Ingeniería y Arquitectura (EINA) de la Universidad de Zaragoza y actual director del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón. El Profesor Laguna desarrolla su actividad investigadora en el campo del procesamiento de señales, en particular aplicado a aplicaciones biomédicas. Es coautor de más de 150 artículos de investigación sobre este tema, más de 10 capítulos de libro, más de 300 documentos de conferencias internacionales y director de 15 tesis doctorales. Ha liderado un buen número de proyectos sobre interpretación de señales biomédicas, especialmente en el dominio cardiovascular, la mayo ría de ellos con colaboraciones internacionales con centros clínicos, academia y empresas de ingeniería. El Profesor Laguna ostenta algunas responsabilidades científicas internacionales como miembro (2008-2019) y presidente (2015-2018) de la junta directiva de la conferencia Computing in Cardiology, como editor de las revistas Digital Signal Processing (Eurasip) y Medical and Biological Engineering (Springer), además de organizador de diferentes conferencias científicas. Miembro selecto (fellow) del Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), de la European Alliance for Medical and Biological Engineering & Science (EAMBES) y de la International Academy of Medical and Biological Engineering (IAMBE). Es coautor, del libro Bioelectrical Signal Processing in Cardiac and Neurological Applications (Elsevier, 2005). Dentro del campo de la gestión universitaria y de la investigación, el profesor Laguna ha sido miembro del I3A desde su inicio, subdirector de Relaciones Internacionales de la EINA (1999-2002), investigador principal del grupo Biomedical Signal Interpretation and Computational Simulation (BSICoS) del I3A y el CIBER-BBN, coordinador de la división de Ingeniería Biomédica del I3A (2000-2011) y subdirector del mismo, responsable del Máster en Ingeniería Biomédica (2003-2010) y del programa de Doctorado en Ingeniería Biomédica del I3A desde su creación en 2002 hasta la actualidad.

Sistemas de decisión Distribuidos vs. Centralizados. El caso de las Finanzas descentralizadas.

Una decisión es elegir una de entre varias alternativas o más generalmente elegir una mezcla de alternativas de entre todas las posibles mezclas de alternativas. Entre todos los sistemas de toma de decisiones hay dos posturas extremas: Una es un sistema totalmente centralizado de toma de decisiones, en la cual una persona (física, moral o cibernética) toma todas las decisiones. La otra es un sistema totalmente descentralizado (distribuido) en el que cada uno de los componentes del sistema toma sus propias decisiones. Entre estos dos extremos existen una gama enorme de posibilidades. Desde luego en la practica existen muy pocos sistemas que se puedan catalogar en los extremos, pero es conveniente tenerlos como referencia. En esta plática elaboraremos un poco estas ideas y abordaremos el tema de las finanzas descentralizadas. En particular el tema de los criptoactivos que popularmente se conocen como criptomenedas. Que constituyen un esquema de toma de decisiones (financieras) que puede considerarse distribuido amenazando al sistema financiero tradicional que es en gran medida centralizado.

Gilberto Calvillo
Gilberto CalvilloInvestigador Honorario - Instituto de Matemáticas, UNAM Realizó estudios en la Escuela de Física y Matemáticas en el Instituto Politécnico Nacional (IPN). En 1971, presentó su tesis para obtener el título de Licenciado en Física y Matemáticas. En 1974, obtuvo la Maestría en Ciencias Aplicadas con especialidad en Investigación de Operaciones en la Universidad de Waterloo, en Ontario, Canadá. En 1979, en esa misma institución obtuvo el Doctorado en Investigación de Operaciones. Ha sido co-organizador del Coloquio de Teoría de las Gráficas, la Combinatoria y sus Aplicaciones desde 1986 durante dieciocho años y en los primeros tres del Congreso Internacional de Aspectos Combinatorios de la Optimización, Topología y álgebra. Colaboró durante más de 10 años con la Sociedad Matemática Mexicana en el Comité de Vinculación de las Matemáticas con el Sector Productivo. A lo largo de más de 30 años de experiencia profesional trabajó en la logística del sistema de difusión de la Olimpiada de 1968; en PEMEX, en diversos temas de investigación de operaciones y en el Banco de México en temas de estadística, investigación de operaciones, matemáticas aplicadas, finanzas, economía y sistemas. Dentro del Banco de México, Gilberto desempeñó diversos cargos entre los que destacan: Investigador en Matemática Aplicada (Dirección de Sistemas), Subdirector del Fideicomiso para la Cobertura de Riesgos Cambiarios (FICORCA), Director del FICORCA, Gerente Técnico de la Dirección de Operaciones Banca Central, así como Director de Sistemas Operativos de Banca Central, desde donde dirigió por un periodo de cuatro años la Reforma al Sistema de Pagos del país. En 1998 se crea la Comisión Nacional para la Conversión Informática del 2000. Para dirigir este proyecto, el Banco de México lo designa como responsable de las acciones para la transición informática año 2000 y representante del Sector Financiero para dicha tarea, tiempo en el cual fungió como Director de Sistemas de Banco de México. Por su labor realizada en este proyecto, la revista Information Week nombró a Gilberto el Hombre de Sistemas del Año 1999. Fue presidente del Instituto Mexicano de Sistemas e Investigación de Operaciones, presidente fundador del Comité EDI-México y presidente del Comité Mexicano de Comercio Electrónico. Ha sido asesor de la SHCP, Banco Mundial, INFONAVIT y Statistics South África. El 24 de abril de 2001, el entonces Secretario de Hacienda, dio posesión a Gilberto como nuevo Presidente del Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI), cargo que desempeñó hasta el mes de agosto de 2008. En 2007 recibió la medalla Lázaro Cárdenas de parte del Presidente de la República. Desde 2009 es Investigador del Instituto de Matemáticas de la UNAM en Cuernavaca. Fue miembro del Comité Técnico Académico de la Red de Modelación Matemática y Computacional de Conacyt (2009 – 2012) y miembro de la Red de Matemáticas de Conacyt (2015-2016) y colaborador de la Red de Matemáticas para el desarrollo del Conacyt (2017-2018).



15 de octubre

Mapping Free Energy Landscapes for Soft Materials (and More!)

Soft materials, encompassing (but not limited to) polymers, colloids, and liquid crystals, are fascinating systems where molecular interactions often conspire to create new phases and emergent properties. Free energies provide essential information about the properties and structure of these materials. Still, their calculation can be demanding, as the systems are complex, and meaningful analytical approximations may not be present. Advanced simulation algorithms are essential computational tools that enable us to unravel critical assembly pathways and determine the free energetic driving forces controlling materials' behavior under various conditions. In this talk, I will present an overview of recent efforts within my group to compute free energies using advanced sampling algorithms and discuss their application to studies of self-assembly, effective interactions, and free energy barriers in soft materials systems. I will also discuss how new advancements in sampling algorithms enable the study of fundamental engineering processes and chemical reactions when coupled to ab initio simulations.

Dr. Jonathan Whitmer
Jonathan Whitmer Jonathan Whitmer is an Associate Professor of Chemical and Biomolecular Engineering at the University of Notre Dame. He holds BS degrees in Math and Physics from Kansas State University and MS and PhD degrees in Physics from the University of Illinois (working with Erik Luijten). He joined Notre Dame in 2014 after a postdoc with Juan de Pablo at the University of Wisconsin and later Argonne National Laboratory. He received an NSF CAREER award in 2018, and his group develops the open source software SSAGES (Software Suite for Advanced General Ensemble Simulations) in collaboration with MICCoM, a DOE Computational Materials Science center located at Argonne National Laboratory.
Areas of Interest

  • Equilibrium and nonequilibrium polyelectrolyte
  • Liquid crystalline gels, elastomers, and sensors
  • Colloidal clustering and assembly

A Slip-Spring Model for the Linear and Non-Linear Rheology of Polymer Melts.

Coarse grained simulation approaches provide powerful tools for the prediction of the equilibrium properties of polymeric systems. However, common coarse-grained methodologies fail to capture the dynamics of entangled polymers. In this talk, I will present our efforts to develop a model capable of predicting the equilibrium and non-equilibrium behavior of entangled polymeric materials. We show that this model is capable of reproducing several key aspects of the linear response and rheology of polymer melts at quantitative level.

Dr. Abelardo Ramírez Hernández
Department Chemical Engineering, University of Texas at San Antonio.
Abelardo Ramírez Ramirez-Hernandez received his PhD in physics from the Facultad de Ciencias (Universidad Autonoma del Estado de Morelos, Mexico), under the supervision of Dr. Francois Leyvraz (ICF-UNAM) and Dr. Hernan Larralde (ICF-UNAM). He was Postdoctoral Fellow, Department of Chemical and Biological Engineering, UW-Madison and Research Scientist, Institute for Molecular Engineering, Argonne National Laboratory & The University of Chicago. He joined UTSA as Assitant Professor in 2018, he research interest are

  • Computational Modeling
  • Self-Assembly in Soft Matter
  • Statistical Thermodynamics
  • Collective Phenomena in Networks

Computational physics from atoms to materials: purpose, means and methods

Computational approaches to physics have bloomed ever since digital computers became available in the last century. With access to increasingly powerful hardware and analysis methodologies, computer methodologies boost our research capabilities in the realms of experimentation, theoretical calculation and numerical solution of models. In this talk, I'll discuss whether Richard Hamming's famous dictum "The purpose of computation is insight, not numbers" is still worth considering, using examples of computational studies of soft condensed matter (such as liquid crystals, colloids, protein translocation and virus assembly).

Dr. Orlando Guzman
Orlando Guzmán El Dr. Orlando Guzmán López trabaja en el Departamento de Física de la UAM-Iztapalapa desde 2006, al terminar una estancia postdoctoral en el Departamento de Ingeniería Química y Biológica de la Universidad de Wisconsin-Madison. En 2018 concluyó su estancia sabática más reciente, en el Instituto de Ingeniería Molecular de la Universidad de Chicago. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores, de la Academia Mexicana de Ciencias, de la American Physical Society y de la American Mathematical Society. En la actualidad, sus intereses de investigación incluyen: la dinámica de la interacción del ácido ribonucléico y la proteína Gag para el autoensamble del virus de inmunodeficiencia humana (VIH-1), el autoensamble de nanopartículas guiada por cristales líquidos, autoensamble dirigido de monocristales y fronteras de grano en fases azules (cristales líquidos quirales), y el diseño de materia activa (nemáticos activos a escala molecular).

Hacia el Futuro de las Comunicaciones: Una Perspectiva de Investigación

En esta plática se presentarán brevemente niveles de progreso tecnológico que nos ayudan a definir las tecnologías actuales y el futuro para las comunicaciones. Se mostrarán ejemplos para ilustrar sus diferencias y contar con un enfoque de investigación. También se platicará acerca de modelos en la historia reciente de tecnologías por su importancia en generar una base para construir el futuro. Se discutirán estas tendencias tecnológicas que revelan cómo se conectan diferentes disciplinas afines para fortalecerse y generar herramientas para la creación de nuevas teorías que permiten desarrollar nuevas tecnologías con carácter disruptivo. Se mostrará una perspectiva futura con una base para construir la siguiente generación de tecnologías dentro del paradigma de comunicaciones personales como base.

Cesar Vargas-Rosales
Cesar Vargas Recibió los grados de Maestría y Doctorado en Comunicaciones y Procesamiento de Señales, del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Computacional de Louisiana State University. Cesar Vargas es miembro del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) Nivel 2, también es miembro de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC) y de la Academia de Ingeniería de México (AIM). El Dr. Vargas es coautor de los libros “Position Location Techniques and Applications” (Academic Press/Elsevier) y “Radio Wave Propagation in Vehicular Environments” (IET). De 2002 a 2009 fue el Coordinador de la Maestría en Ciencias con especialidad en Telecomunicaciones, y de 2008 a 2014 se desempeñó como Director del Programa en Telecomunicaciones y Microelectrónica, y del Doctorado en Tecnologías de Información y Comunicaciones en el Tecnológico de Monterrey. Su experiencia en investigación incluye temas sobre comunicaciones personales, 5G, radio cognitivo, redes definidas por software (SDN), modelado estocástico, detección de intrusiones / anomalías, localización y codificación para control de errores. Cesar Vargas es un miembro Senior de la Sociedad de Comunicaciones de la organización IEEE, encabezó el Capítulo de Comunicaciones de IEEE en Monterrey (2001 – 2021), y también ha sido Asesor de la Facultad del Capítulo de honores de IEEE Lambda-Rho de HKN del Tecnológico de Monterrey (2017 – 2021). El Dr. Vargas fue el Director Técnico de la conferencia Wireless Communications and Networking Conference (IEEE WCNC), y también es editor asociado de las revistas IEEE Access, de International Journal of Distributed Sensor Networks, y editor invitado de la revista Applied Sciences.