Aprèn - Eduardo José Alarcón Cot

Quantum reinforcement learning (QRL), a cutting-edge field at the intersection of quantum computing and artificial intelligence, has the potential to revolutionize domains like chemistry and autonomous systems with its computational advantages. The free energy-based reinforcement learning algorithm (FERL) is a QRL algorithm inspired by the classical deep Q-learning algorithm (DQN) which uses a quantum Boltzmann machine (QBM) as the Q-function with quantum annealing (QA) as the solver. It has demonstrated considerable advantage compared to its classical counterpart DQN. The aim of this project is exploring the replacement of QA with the quantum approximate optimization algorithm (QAOA) and its recursive variant (RQAOA). We focus on the one-dimensional beam target steering control task based on the beam optics of the TT24-T4 transfer line at CERN. We perform and compare simulations of QA and QAOA, obtaining successful results for both QAOA and RQAOA, noticing that the performance of FERL using RQAOA for p=1 as a solver is very similar to the obtained through simulated QA for this scenario. The success of this experiment might lead the application of the QAOA solver to the hybrid actor-critic algorithm in development at CERN which allows to tackle control tasks using a continuous action space.

L'aprenentatge per reforçament quàntic (QRL), un camp de vanguardia a la intersecció de la computació quàntica i la intel·ligència artificial, té el potencial de revolucionar àmbits com la química i els sistemes autònoms gràcies als seus avantatges computacionals. L'algorisme d'aprenentatge per reforçament basat en l'energia lliure (FERL) és un algorisme de QRL inspirat en l'algorisme clàssic d'aprenentatge profund deep Q-learning (DQN), que utilitza una màquina quàntica de Boltzmann (QBM) com a funció Q amb alineament quàntic (QA) com a solucionador. Ha demostrat una notable avantatge en comparació amb el seu homòleg clàssic DQN. L'objectiu d'aquest projecte és explorar la substitució del QA per l'algorisme quàntic d'optimització aproximada (QAOA) i la seva variant recursiva (RQAOA). Ens centrem en la tasca de control de la direcció d'objectiu de feix unidimensional basada en l'òptica de feix de la línia de transferència TT24-T4 a CERN. Realitzem i comparem simulacions de QA i QAOA, obtenint resultats satisfactoris per a QAOA i RQAOA, observant que el rendiment de FERL utilitzant RQAOA per a p=1 com a solucionador és molt similar al que s'obté a través de QA simulat per a aquest escenari. L'èxit d'aquest experiment podria conduir a l'aplicació del solucionador QAOA a l'algorisme d'actor-crític híbrid en desenvolupament a CERN, el qual permet abordar tasques de control utilitzant un espai d'acció continu.

Development of advanced solutions to reduce the environmental impacts of shared micro-mobility

Treball Final de Grau

Gabernet Porta, Carles

Tutor/a - Director/a: Alarcón Cot, Eduardo José; Llagostera Saltor, Eugeni

Data de publicació: 2023

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

Cryogenic programmable circuit frontends for resonant cavities aiming quantum-coherence links for quantum computing cores

Projecte Final de Màster Oficial

Fanals I Batllori, Llorenç

Tutor/a - Director/a: Alarcón Cot, Eduardo José

Data de publicació: 2023

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

Graph Neural Networks for optimization in telecommunications satellite constellations

Projecte Final de Màster Oficial

Ferrer Torres, Estel

Tutor/a - Director/a: Padró, Lluís; Alarcón Cot, Eduardo José; Ruiz de Azúa Ortega, Joan Adrià

Data de publicació: 2022

Facultat d'Informàtica de Barcelona (FIB)

Accés al text complet

Nuclear magnetic resonance imaging using scalable NMR spectrometers based on permanent magnets

Treball Final de Grau

Marrugat Arnal, Víctor

Tutor/a - Director/a: Ham, Donhee; Alarcón Cot, Eduardo José

Data de publicació: 2021

Centre de Formació Interdisciplinària Superior (CFIS)
Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

L'estat de l'art dels aparells d'imatge per ressonància magnètica (IRM) es compon majoritàriament d'aparells basats en imants superconductors, que fan que aquests sistemes siguin especialment cars. En conseqüència, part de la recerca sobre IRM dels darrers anys s'ha centrat a buscar alternatives, com els aparells d'IRM basats en imants permanents. L'objectiu d'aquest projecte és dissenyar un aparell d'IRM basat en un imant permanent, tenint en compte especialment el disseny de bobines de gradient. Mitjançant el càlcul de tres paràmetres a partir de dades provinents de simulacions electromagnètiques, les geometries de les bobines que generaven els gradients més lineals han estat seleccionades i posteriorment bobinades al voltant de peces obtingudes amb impressió 3D. Diverses imatges es presenten com a resultats per avaluar la tria d'aquestes geometries. Més enllà de l'IRM, aquestes bobines de gradient també s'utilitzen per millorar l'homogeneïtat del camp magnètic generat per l'imant permanent, la qual cosa millora la resolució d'altres aplicacions de la ressonància magnètica nuclear, com l'espectroscòpia.

El estado del arte de los equipos de imagen por resonancia magnética (IRM) consiste mayoritariamente en equipos basados en imanes superconductores, que hacen que estos sistemas sean especialmente caros. Consecuentemente, parte de la investigación sobre IRM de los últimos años ha estado centrada en buscar alternativas como los equipos de IRM basados en imanes permanentes. El objetivo de este proyecto es diseñar un equipo de IRM basado en un imán permanente, prestando especial atención al diseño de bobinas de gradiente. Mediante el cálculo de tres parámetros a partir de datos procedentes de simulaciones electromagnéticas, las geometrías de las bobinas que generaban los gradientes más lineales han sido seleccionadas y posteriormente bobinadas alrededor de piezas obtenidas mediante impresión 3D. Varias imágenes se presentan como resultados para evaluar la elección de estas geometrías. Además de IRM, estas bobinas de gradiente también se usan para mejorar la homogeneidad del campo magnético generado por el imán permanente, lo que mejora la resolución de otras aplicaciones de la resonancia magnética nuclear, como la espectroscopia.

Most of the state-of-the-art magnetic resonance imaging (MRI) scanners are based on superconducting magnets, which makes these systems especially expensive. Consequently, part of the research on MRI of the last years has been focused on moving towards cheaper systems based on permanent magnets. This project aims to design an MRI solution based on a permanent magnet, paying particular attention to gradient coils. With the computation of three parameters from electromagnetic simulation results, the coil geometries that generated the most linear gradients were selected and subsequently wound around 3D-printed pieces. MRI data is presented to assess the chosen geometries. Furthermore, these gradient coils are used to improve the homogeneity of the magnetic field generated by the permanent magnet, which enhances the resolution in other applications of nuclear magnetic resonance, like spectroscopy.

Development of extension modules for the Distributed Satellite Systems Simulator

Treball Final de Grau

Villalonga Gomà, Antoni Ramon

Tutor/a - Director/a: Alarcón Cot, Eduardo José; Araguz López, Carles; Ruiz De Azúa Ortega, Joan Adrià

Data de publicació: 2021

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

Creació i desenvolupament d'un mapa de contaminació ambiental a Terrassa en temps real

Treball Final de Grau

Ortiz Fabián, Joel

Tutor/a - Director/a: Alarcón Cot, Eduardo José

Data de publicació: 2021

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Accés al text complet

Channel characterization at subTHz frequencies for wireless in-package communication

Treball Final de Grau

Díaz Oliver, Gonzalo

Tutor/a - Director/a: Alarcón Cot, Eduardo José; Abadal Cavallé, Sergi

Data de publicació: 2021

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

Real image transformation through conditional GANs

Projecte Final de Màster Oficial

Grau Gasulla, Martí

Tutor/a - Director/a: Ruiz Hidalgo, Javier; Alarcón Cot, Eduardo José; Ferrer Mileo, Víctor

Data de publicació: 2021

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Accés al text complet

Design space exploration for Mapping in Quantum Computers

Projecte Final de Màster Oficial

Zarein, Hossein

Tutor/a - Director/a: Alarcón Cot, Eduardo José; García Almudéver, Carmen

Data de publicació: 2020

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

Quantum computers have emerged as an alternative computer paradigm that will allow to solve some complex problems of large numbers that are not tractable for classical computers, e.g. factorization. Quantum computers also have the ability to simulate quantum mechanics in a real and direct way. The development of quantum computers faces many unique obstacles. In recent years, various quantum computer prototypes have been created by com- panies such as Google and IBM, on which we can run some quantum algorithms. But these prototypes are far from the quantum computers we envision and can function like today?s classical computers. It is said that we are in the time of Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) computers. This means that current quantum computers are very noisy and their size is very small compared to classical comput- ers. The challenge with small, noisy quantum devices running quantum algorithms is that due to the hardware limitations they face which must be respected, quantum algorithm needs to be modified before their execution on quantum devices. To solve this problem in quantum computers, a mapping process is needed, which is part of the compilation step that modifies the quantum algorithms to take into account all the limitations of the targeted quantum device. After mapping process, the resulting quantum circuit usually has a higher number of gates and (execution time) latency, decreasing the algorithm?s reliability. Different mapping solutions have been already proposed. Most of them are meant for a specific quan- tum processor and different in methodology, approach and features. In addition, they are usually only compared in terms of added gates (gate overhead) or added circuit execution time (latency overhead). No thorough comparative analysis of the different mapping solutions performance and features has been performed so far. In this thesis, we apply structured Design Space Exploration to the mapping of quantum circuits. By doing so, we will be able to have a deeper understanding of this process, make a thorough comparison of the mapper approaches and even develop optimized solutions for given applications and quantum devices. Moreover, we apply Design Space Exploration to the generation of quantum algorithms used as benchmarks and start to explore profiling them in a structured approach.

ADAPT: An adaptive directional antenna protocol for medium access control in terahertz networks

Treball Final de Grau

Morales Brotons, Daniel

Tutor/a - Director/a: Jornet Montaña, Josep Miquel; Alarcón Cot, Eduardo José

Data de publicació: 2020

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

Terahertz (THz) band communications are emerging as a key technology for the next generation of wireless communications, with the potential to realize ultra-broadband Terabit-per-second (Tbps) links. However, the unique characteristics of this band pose several challenges that prevent the realization of practical communication systems as of today. At link level, the use of directional antennas (DAs) in both ends is needed to overcome a high path loss, which means that traditional medium access control (MAC) protocols cannot be reused. In this thesis, an Adaptive Directional Antenna Protocol for THz networks (ADAPT) is proposed. This is a novel MAC protocol for ultra-broadband directional wireless networks with a centralized architecture. It is based on a receiver-initiated 3-way handshake for link-level synchronization and collision avoidance. Due to the use of DAs, space is discretized in virtual sectors and a turning antenna in the access point periodically sweeping the area to provide coverage to all nodes. Adaptive sector time and adaptive modulation mechanisms are designed to improve the protocol capabilities. Apart from the 3-way handshake protocol (ADAPT-3), a 1-way version is also presented (ADAPT-1). Their performance is investigated in terms of throughput and packet discard rate through extensive simulations in TeraSim, an ns-3-based THz networks simulator. In parallel, an analytical model of the protocol is developed and validated. Results demonstrate that the proposed protocol improves the state of the art and enables small cells with throughput rates in excess of 100 Gigabit-per-second.

Las telecomunicaciones en la banda de Terahercios (THz) están emergiendo como una tecnología clave para la siguiente generación de comunicaciones móviles, con potencial para llevar a la práctica enlaces de Terabit-por-segundo (Tbps). Sin embargo, las características únicas de esta banda introducen nuevos retos aún por resolver. En la capa de enlace, el uso de antenas direccionales para contrarrestar el efecto de las altas pérdidas de propagación no permite reutilizar protocolos tradicionales de control de acceso al medio (MAC). En este trabajo se presenta ADAPT (Adaptive Directional Antenna Protocol for THz networks), un protocolo MAC para redes direccionales de gran ancho de banda. El protocolo se basa en un 3-way handshake iniciado por el receptor para garantizar sincronismo a nivel de enlace y evitar colisiones. Debido al uso de antenas direccionales, el espacio se discretiza en sectores virtuales y una antena giratoria en el punto de acceso cubre periódicamente toda el área. El protocolo incluye un tiempo de sector adaptativo, así como un mecanismo de adaptación de la modulación. Además de la versión 3-way (ADAPT-3), también se presenta una versión 1-way (ADAPT-1). El rendimiento del protocolo se ha evaluado en términos de throughput y probabilidad de descarte con simulaciones en TeraSim, un simulador de redes en THz basado en ns-3. Paralelamente, se ha desarrollado y validado un modelo analítico del protocolo. Los resultados muestran que el protocolo mejora el estado del arte y permite velocidades superiores a los 100 Gigabit-por-segundo.

Les telecomunicacions a la banda de Terahertzs (THz) estan emergint com una tecnologia clau per a la pròxima generació de comunicacions mòbils, amb potencial per portar a la pràctica enllaços de Terabit-per-segon (Tbps). No obstant, les característiques úniques d'aquesta banda introdueixen nous reptes encara per resoldre. A la capa d'enllaç, l'ús d'antenes direccionals per contrarestar l'efecte de les altes pèrdues de propagació no permet reutilitzar protocols tradicionals de control d'accés al medi (MAC). En aquest treball es presenta ADAPT (Adaptive Directional Atenna Protocol for THz networks), un nou protocol MAC per a xarxes direccionals i de gran ample de banda. El protocol es basa en un 3-way handshake iniciat pel receptor per garantir sincronisme a nivell d'enllaç i evitar col·lisions. Degut a l'ús d'antenes direccionals, l'espai es discretitza en sectors virtuals i una antena giratòria al punt d'accés cobreix periòdicament tota l'àrea. El protocol inclou un temps de sector adaptatiu, així com un mecanisme d'adaptació de la modulació. A banda de la versió 3-way (ADAPT-3), també es presenta una versió 1-way (ADAPT-1). El rendiment del protocol s'ha avaluat en termes de throughput i probabilitat de descartar el paquet amb extenses simulacions a TeraSim, un simulador de xarxes en THz basat en ns-3. Paral·lelament, s'ha desenvolupat i validat un model analític del protocol. Els resultats mostren que el protocol millora l'estat de l'art i permet velocitats superiors als 100 Gigabit-per-segon.

Multiphysics Modeling of Graphene-based Plasmonic Devices for Terahertz-Band Communication

Treball Final de Grau

Cantos Roman, Xavier

Tutor/a - Director/a: Alarcón Cot, Eduardo José; Jornet Montaña, Josep Miquel

Data de publicació: 2019

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

The Terahertz Band (0.1-10 THz) is envisioned as a key a wireless technology that will enable Terabit-per-second data rate, which is expected to become a reality within the next five years. One of the main problems of this technology is the lack of compact high-power signal sources in order to overcome the very high path loss. Novel plasmonic devices based on nanomaterials such as graphene are a new promising alternative capable to efficiently operate at THz frequencies. In this thesis, the performance of a graphene-based plasmonic device for on-chip direct generation, modulation, and detection of THz signals is proposed, modeled and simulated using a finite-difference-based multi-physics simulation platform, which can handle both hydrodynamic model equations and Maxwell's equations. The device is based on a gated High Electron Mobility Transistor (HEMT) with graphene as the 2DEG channel, where a THz plasmonic signal is generated by implementing an asymmetric boundary condition at the source and drain. Moreover, this setup offers the possibility to modulate the generated signal by changing the applied current density.

La banda de Terahercios (0.1-10 THz) está prevista ser una tecnología inalámbrica clave que permitirá la velocidad de datos de Terabit por segundo, que se espera que sea una realidad en los próximos cinco años. Uno de los principales problemas de esta tecnología es la falta de fuentes de señal compactas de alta potencia para superar la muy alta pérdida de propagación. Los nuevos dispositivos plasmónicos basados en nanomateriales como el grafeno son una nueva alternativa prometedora capaz de operar eficientemente a frecuencias de THz. En esta tesis, se propone, modela y simula el rendimiento de un dispositivo plasmónico basado en grafeno para la generación directa en chip, la modulación y la detección de señales THz utilizando una plataforma de simulación multifísica basada en diferencias finitas, que puede manejar ambas ecuaciones del modelo hidrodinámico y las ecuaciones de Maxwell. El dispositivo se basa en un Transistor de alta movilidad de electrones (HEMT) con grafeno como el canal 2DEG, donde se genera una señal plasmónica de THz mediante la implementación de una condición de frontera asimétrica en la fuente y el drenaje. Además, esta configuración ofrece la posibilidad de modular la señal generada cambiando la densidad de corriente aplicada.

La banda de Terahertzs (0.1-10 THz) està prevista ser una tecnologia sense fils clau que permetrà la velocitat de dades de Terabit per segon, que s'espera que sigui una realitat en els pròxims cinc anys. Un dels principals problemes d'aquesta tecnologia és la manca de fonts de senyal compactes d'alta potència per superar la molt alta pèrdua de propagació. Els nous dispositius plasmònics basats en nanomaterials com el grafè són una nova alternativa prometedora capaç d'operar eficientment a freqüències de THz. En aquesta tesi, es proposa, modela i simula el rendiment d'un dispositiu plasmònic basat en grafè per a la generació directa en xip, la modulació i la detecció de senyals THz utilitzant una plataforma de simulació multifísica basada en diferències finites, que pot gestionar les equacions del model hidrodinàmic i les equacions de Maxwell alhora. El dispositiu es basa en un Transistor d'alta mobilitat d'electrons (HEMT) amb grafè com el canal 2DEG, on es genera un senyal plasmònica de THz mitjançant la implementació d'una condició de frontera asimètrica a la font i el drenatge. A més, aquesta configuració ofereix la possibilitat de modular el senyal generat canviant la densitat de corrent aplicat.

Qi multicoil wireless charger for automotive applications

Treball Final de Grau

Vives Martorell, Jordi

Tutor/a - Director/a: Rodríguez Vilamitjana, Enric; Alarcón Cot, Eduardo José

Data de publicació: 2019

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Accés al text complet

Home staging using Machine Learning techniques

Treball Final de Grau

Grau Gasulla, Martí

Tutor/a - Director/a: Ruiz Hidalgo, Javier; Alarcón Cot, Eduardo José

Data de publicació: 2019

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

Home Staging concept is a set of techniques that allow to achieve more attractive aspect for the possible buyers of a building. In other words, the goal is to make the buyer feel at home when he tours the property. Home Staging is popular because it provides the buyer with an idea of how the furniture could be placed in the different spaces of the house and even, which is the best style according to the specific interests of each client. The main idea on which this project is based, focuses on a tool concept with the purpose of give the opportunity to a possible client of a house, to preview how would be the empty rooms, bathroom or dining room with some type of virtual decoration, furniture and basic elements with a concrete style. In particular, this project attempts to undertake a research of an specific part, which consist in analysis of changing the style of 2D images, specifically in bathroom images. So, using matching learning, deep learning techniques and other post-processing systems, we tried to modify the style (rustic, modern, asian, minimalist, etc.) of different bathroom images. This means that, without adding, deleting and even without changing the objects of the bathroom image, we are able to change the style of the furniture and walls. In this document we will explain an approach using Convolutional Neural Networks to extract the style features from an image and replace them with another style. Moreover, improvements for this method and other systems are exposed.

El concepto de puesta en escena de una casa pretenece a un conjunto de técnicas que permiten lograr un aspecto más atractivo para el posible comprador de una casa. En otras palabras, el objetivo es hacer que el comprador se sienta como en casa cuando en el momento que esté recorriendo la propiedad. La puesta en escena de la casa, es popular porque le brinda al comprador una idea de cómo se podrían colocar los muebles en los diferentes espacios de la casa e incluso cuál es el mejor estilo según los gustos específicos de cada cliente. La idea principal en la que se basa este proyecto, se centra en un concepto de herramienta con el fin de dar la oportunidad a un posible cliente de una casa, de cómo serían las habitaciones vacías, el baño o el comedor con algún tipo de decoración virtual, mobiliario y elementos básicos con un estilo concreto. En particular, este proyecto intenta realizar una investigación de una parte especiífica, consistente en el análisis del estilo de las imágenes 2D, específicamente en imágenes de baños. Por lo tanto, utilizando el aprendizaje automático y técnicas de aprendizaje profundo, intentamos transferir el estilo (rústico, moderno, asiático, minimalista, etc.) de diferentes imágenes de baños. Esto significa que, sin agregar, eliminar e incluso sin cambiar los objetos de la imagen del baño, podemos cambiar el estilo de los muebles y las paredes. En este documento explicaremos un enfoque de las red neuronales convolucionales para extraer las características de estilo de una imagen, para que de esta forma podamos reemplazarla por otro estilo. Por otra parte, mejoras para este método y otros sistemas, también están expuestos.

El concepte de posada en escena d'una casa pertany a un conjunt de tècniques que permeten aconseguir un aspecte més atractiu per al possible comprador d'una casa. En altres paraules, l'objectiu és fer que el comprador se senti com a casa en el moment que estigui recorrent la propietat. La posada en escena de la casa, és popular perquè li brinda al comprador una idea de com es podrien col·locar els mobles en els diferents espais de la casa i fins i tot quin seria el millor estil segons els gustos específics de cada client. La idea principal en què es basa aquest projecte, es centra en un concepte d'eina per tal de donar l'oportunitat a un possible client d'una casa, de previsualitzar com serien les habitacions buides, el bany o el menjador amb algun tipus de decoració virtual, mobiliari i elements bàsics amb un estil en concret. En particular, aquest projecte intenta realitzar una investigació d'una part específica, consitent en l'anàlisi de l'estil de les imatges 2D, específicament en imatges de banys. Per tant, utilitzant l'aprenentatge automàtic i tècniques d'aprenentatge profund, intentem transferir l'estil (rústic, modern, asiàtic, minimalista, etc.) de diferents imatges de banys. Això significa que, sense afegir, eliminar i fins i tot sense canviar els objectes de la imatge del bany, som capaços de canviar l'estil dels mobles i les parets. En aquest document explicarem un enfocament en particular de les xarxes neuronals convolucionals per a poder extreure les característiques d'estil d'una imatge i d'aquesta manera poder reemplaçar-la per un altre estil. Per altra banda, millores per a aquest mètode i altres sistemes, tamibén estan exposats.

Data conversion frontends for area-constrained applications: the wireless network-on-chip case

Treball Final de Grau

López Lao, Alejandro

Tutor/a - Director/a: Alarcón Cot, Eduardo José; Abadal Cavallé, Sergi

Data de publicació: 2018

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

Multicore architectures cover a wide technologic spectrum and it is on the vanguard for an unlimited number of applications. As technology keeps growing and number of cores per chip increases (reaching what nowadays is known as massive multicore architectures) we face a new problem: exchanging information between the different processing units becomes a bottleneck. One of the solutions proposed to deal with this scenario is based on a Wireless Network on Chip (WNoC). The goal of this project starts from here and is focused on the study of one the most relevant elements that can make it viable: the analog-to-digital converter (ADC). We analyze the consumption and area efficiency and the velocity; all of them important features on the processor environment (high velocity and limited consumption and die occupation). Finally, we expose which methodologies and design elements contribute best to a converter that can enable this communication system.

Las arquitecturas multiprocesador ocupan un grandísimo espectro en el campo tecnológico actual y son una punta de lanza para un sinfín de aplicaciones. A medida que la tecnología avanza y el número de procesadores por chip crece (hasta alcanzar lo que se conoce como massive multicore architectures) nos enfrentamos a un nuevo problema: el intercambio de información entre las diferentes unidades de procesamiento se convierte en un cuello de botella. Una de las propuestas para encarar este escenario se basa en la estructura de una red de comunicación inalámbrica a nivel de chip; Wireless Network on Chip - WNoC. La meta de este trabajo parte de esta línea y se centra en el estudio de uno de los elementos decisivos en la factibilidad de este sistema: el conversor analógico-digital. Analizamos, sobre todo, el rendimiento en cuanto a consumo energético, ocupación espacial y velocidad; todas ellas características indispensables en el entorno del procesador (alta velocidad con dimensiones y consumo muy limitados). Finalmente, expondremos qué metodologías y elementos de diseño pueden definir un conversor capaz de abrir la puerta a este sistema de comunicaciones.

Les arquitectures multiprocessador ocupen un espectre enorme en el camp tecnològic actual i són una punta de llança per una ingent quantitat d'aplicacions. A mesura que la tecnologia avança i el número de processadors per xip creix (fins arribar al que es denominen com 'massive multicore architectures') ens enfrontem a un nou problema: l'intercanvi de informació entre les diferents unitats de processament esdevé un coll d'ampolla. Una de les propostes per encarar aquest escenari es basa en l'estructura d'una xarxa de comunicacions inalàmbrica a nivell de xip; Wireless Network on Chip - WNoC. La fita d'aquest treball sorgeix d'aquesta línia i està centrada en l'estudi d'uns dels elements decisius en la factibilitat d'aquest sistema: el conversor analògic digital. Analiztem, sobretot, el rendiment en quant a consum energètic, ocupació i velocitat; totes elles característiques indispensables a l'entorn del processador (alta velocitat amb dimensions i consum molt limitats). Finalment, exposem quines metodologies i elements de disseny poden definir un conversor capaç d'obrir la porta a aquest sistema de comunicacions.

Wireless NoC for deep learning neural co-processors

Projecte Final de Màster Oficial

Manso Fernández-Argüelles, Carlos Agustin

Tutor/a - Director/a: Cabellos Aparicio, Alberto; Alarcón Cot, Eduardo José

Data de publicació: 2018

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

Daphne: A tool for anomaly detection

Treball Final de Grau

García Ling, Carlos

Tutor/a - Director/a: Alarcón Cot, Eduardo José; Selva Valero, Daniel

Data de publicació: 2018

Facultat de Matemàtiques i Estadística (FME)

Veure detall Accés al text complet

Metamaterial-based Electrically Small Antennas and Alvarez Lenses

Treball Final de Grau

Corbella Bagot, Conrad

Tutor/a - Director/a: Alarcón Cot, Eduardo José; Chen, Hou-Tong

Data de publicació: 2018

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

The main objective of this work is to explore some of metamaterials' possible uses. To achieve it, an antenna and an Alvarez lens are adapted. This project takes advantage of Alvarez lens incredible properties to present a flat version: an Alvarez metalens. While the proposal works in a completely different frequency range than the traditional, it is way simpler to manufacture. As for the Electrically Small Antenna, we try to improve the characteristics of a reference antenna through the use of various techniques such as the material loading or meandering.

El objetivo principal de este trabajo es explorar los posibles usos que pueden tener los metamateriales. Para hacerlo, en concreto, se adaptan dos elementos: una antena y una lente de Alvarez. Si bien la lente de Alvarez ya tiene unas propiedades increíbles por sí misma, en este trabajo se presenta una propuesta en formato de metalente. Es decir, plana. Esta versión trabaja en un rango de frecuencias completamente diferente al de la tradicional y es bastante más sencilla de fabricar. Para el caso de la antena eléctricamente pequeña, se intentan mejorar las características de una antena de referencia a través del uso de diversas técnicas como serían, por ejemplo, la utilización de materiales con una elevada constante dieléctrica o la adaptación del diseño.

L'objectiu principal d'aquest treball és explorar els possibles usos que poden tenir els metamaterials. Per a fer-ho, en concret, s'adapten dos elements: una antena i una lent d'Alvarez. Si bé la lent d'Alvarez ja té unes propietats increïbles per si mateixa, en aquest treball se'n presenta una proposta en format de metalent. És a dir, plana. Aquesta versió treballa en un rang de freqüències completament diferent al de la tradicional i és força més senzilla de fabricar. El cas de l'antena elèctricament petita, s'intenta millorar les característiques d'una antena de referència a través de l'us de diverses tècniques com serien, per exemple, la utilització de materials amb una elevada constant dièlectrica o l'adaptació del disseny.

Modeling and simulation of TeraHertz waves interaction with neuronal cells

Treball Final de Grau

Cano Bergada, Guillem

Tutor/a - Director/a: Jornet Montaña, Josep Miquel; Alarcón Cot, Eduardo José

Data de publicació: 2018

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

In this thesis, the interaction of Terahertz (THz) radiation with neurons and neuronal tissues is investigated. After conducting a thorough literature search and reviewing the state of the art of THz physics and technology, the interaction of THz waves with ions, cell components, whole cells and multi-cell tissues are qualitatively described on a bottom-up fashion, in order to provide a cohesive view of the current research situation. A quantitative evaluation is performed through the use of a finite element method simulation, utilizing a commercial platform named COMSOL Multiphysics. The simulation results are used to validate the previously established model. Finally, novel experimental results obtained by means of a Time-Domain-Spectroscopy (TDS) platform are utilized to further validate those results.

En esta tesis, se investiga la interacción de la radiación Terahertz (THz) con neuronas y tejidos neuronales. Después de realizar una búsqueda exhaustiva de articulos y revisar los descubrimientos mas recientes de la física y la tecnología de THz, la interacción de las ondas THz con iones, componentes celulares, células enteras y tejidos multicelulares se describe cualitativamente de forma ascendente, con el fin de proporcionar una visión conjunta de la situación de investigación actual. Se realiza una evaluación cuantitativa mediante el uso de una simulación de métodos de elementos finitos, utilizando una plataforma comercial llamada COMSOL Multiphysics. Los resultados de la simulación se utilizan para validar el modelo establecido previamente. Finalmente, se utilizan nuevos resultados experimentales obtenidos por medio de una plataforma Time-Domain-Spectroscopy (TDS) para validar aún más esos resultados.

En aquesta tesi, s'investiga la interacció de la radiació Terahertz (THz) amb neurones i teixits neuronals. Després de realitzar una recerca exhaustiva d'articles i revisar els descobriments més recents de la física i la tecnologia de THz, la interacció de les ones THz amb ions, components cel·lulars, cèl·lules senceres i teixits multicel·lulars es descriu qualitativament de forma ascendent, per tal de proporcionar una visió conjunta de la situació d'investigació actual. Es realitza una avaluació quantitativa mitjançant l'ús d'una simulació de mètodes d'elements finits, utilitzant una plataforma comercial anomenada COMSOL Multiphysics. Els resultats de la simulació s'utilitzen per validar el model establert prèviament. Finalment, s'utilitzen nous resultats experimentals obtinguts per mitjà d'una plataforma Time-Domain-Spectroscopy (TDS) per validar encara més aquests resultats.