Rafael A. Arce Nazario
Proyectos de investigación disponibles:
Proyecto multidisciplinario sobre resiliencia en
cuencas hidrográficas
La resiliencia
es la habilidad de un sistema a absorber impactos, evitar entrar en estados
alternos (de crisis) y regenerarse luego de disturbios. Este proyecto estudiará la resiliencia en la
cuenca del Rio Grande de Arecibo. El grupo de trabajo está compuesto por
profesores de las facultades de Biología, Geografía, Educación, Matemáticas y
Ciencias de Cómputos. Se prevé que el(la)
estudiante envuelto en este proyecto desarrollará modelos gráficos (i.e. usando
grafos) para simular la interacción entre
la cuenca, y factores ecológicos, hidrológicos y sociales que pudiesen
afectarla.
Conocimiento/destrezas requeridas del estudiante:
programación y estructuras de datos. Además debe estar dispuesto a aprender y
trabajar con personas de diversas especialidades científicas.
Artículo
representativo: Williams RJ and Martinez ND (2000). Simple rules yield complex food webs. Nature
404:180-183. [Online] http://www.nature.com/nature/journal/v404/n6774/pdf/404180a0.pdf
Proyecto en sistemas digitales y automatización de
diseño
La primera fase de este proyecto consiste en asistir
al profesor a ensamblar y configurar el equipo para el laboratorio de lógica
reconfigurable. Este equipo incluye dos
computadoras reconfigurables y varias tarjetas de desarrollo a FPGAs. Luego, el
estudiante podrá familiarizarse con el equipo y envolverse en cualquiera de los
siguientes proyectos:
a)
Diseños de estructuras digitales y algoritmos para la autenticación
de circuitos digitales. Una forma de
autenticar circuitos digitales es utilizando las características eléctricas
únicas de cada dispositivo. En este
proyecto estaremos implementando estructuras que aprovechan dichas
características y herramientas de software para ayudar en la implementación de
las estructuras.
Preferiblemente la (el) estudiante
debe conocer algún lenguaje de descripción de hardware (VHDL/Verilog).
Artículo representativo: Suh, G.E.,
Devadas S.. Physical Unclonable
Functions for Device Authentification and Secret Key Generation. Design Automation Conference. 2007
[Online] Available through: http://www2.dac.com/data2/44th/44acceptedpapers.nsf/browse
.
b) Desarrollo
de software y/o hardware para implementación de algoritmos de uso científico
que identifiquemos como buenos candidatos para aceleración usando lógica
reconfigurable. Múltiples investigadores han comenzado a aprovechar la
capacidad de los FGPAs dentro de sistemas de
computadora para acelerar algoritmos de índole científica. Uno de los casos que me gustaría explorar es
el algoritmo de análisis filogénico, utilizado por investigadores de biología. Las
versiones para PC de estos algoritmos típicamente toman días para producir
resultados prácticos.
Artículo representativo:
Mak, T.S.T.; Lam, K.P.Embedded
computation of maximum-likelihood phylogeny inference using platform FPGA. Computational
Systems Bioinformatics Conference, 2004. CSB 2004. Proceedings. 2004 IEEE. Volume , Issue , 16-19 Aug. 2004 Page(s): 512 - 514
c)
Estructuras para aritmética en cuerpos finitos. Las
operaciones y transformaciones en cuerpos finitos son esenciales en
aplicaciones como encripción y redes genéticas. Sin embargo, implementarlas
usando microprocesadores tradicionales muchas veces no alcanza el rendimiento
necesario. Estaremos colaborando con el
grupo de investigación de la Dra. Bollman y Dr. Orozco para desarrollar estructuras
de aritmética de cuerpos finitos en FPGAs.
Artículo representativo: Edgar
Ferrer, Dorothy Bollman, Oscar Moreno: A Fast Finite Field Multiplier. ARC
2007: 238-246
Desarrollo de sistema sensor
Posiblemente
surja la oportunidad de colaborar con un profesor del Recinto de
Ciencias Médicas en el desarrollo de un sistema embedido (‘embedded system’,
i.e. controlado por microprocesador) para procesar la señal de un biosensor.
El (la) estudiante debe haber tomado el curso de
ensambladores y/o previo conocimiento en sistemas controlados por microprocesador.
Proyecto en aplicación de estructuras y algoritmos de ‘Electronic Design Automation’ (EDA) a
‘Synthetic Biology’.
EDA comprende el estudio de múltiples algoritmos y
técnicas de optimización que pueden ser aplicables en otras áreas más allá del
diseño de circuitos electrónicos. Dos
ejemplos:
Estos proyectos en esta área aun están en una fase
exploratoria. Sin embargo, de conseguir
estudiantes interesados, estos me asistirían a realizar experimentos
preliminares que nos ayudaran a definir un área específica de trabajo. Este proyecto está abierto preferiblemente a
estudiantes graduados.
Artículo representativo:
DeRonne, K. W. and Karypis,
G.. Effective Optimization Algorithms For Fragment-Assembly Based Protein Structure Prediction. Journal
of Bioinformatics and Computational Biology (JBCB), 2007
Copia de los artículos disponible en: http://www.uprh.edu/~rarce/temas_inv.htm
Para más información, por favor contacte a Rafael Arce
Nazario, rafael.arce@upr.edu ó
787-764-0000 x3429.