Thesis topics (v2022)

Seminario DCC - proyectos 2022

Marin, J., Marin, J. J., Blanco, T., de la Torre, J., Salcedo, I., & Martitegui, E. (2020). Is My Patient Improving? Individualized Gait Analysis in Rehabilitation. Applied Sciences, 10(23), 8558.

Study of the variability of human gait associated with frailty in older adults by using video and wearable technology.

Description (Spanish):

Motivación: Se ha demostrado que enfermedades degenerativas, e.g. demencia o Alzheimer, se manifiestan en cambios en la marcha, y si estos parámetros son detectados a tiempo pueden ser tratables o bien se pueden retardar sus efectos.

Objetivo: Proponer un sistema basado en tecnología vestible y visión para la estimación de parámetros de la marcha espacio-temporales y genere un modelo de marcha de cada sujeto utilizando técnicas de aprendizaje computacional.


  • Haworth J. M. (2008). Gait, aging and dementia. Reviews in Clinical Gerontology, 18:39–52.
  • Montero-Odasso, M., Muir, S. W., Hall, M., Doherty, T. J., Kloseck, M., Beauchet, O., & Speechley, M. (2011). Gait variability is associated with frailty in community-dwelling older adults. Journals of Gerontology Series A: Biomedical Sciences and Medical Sciences, 66(5), 568-576.

Credit: Frederic Cirou, PhotoAlto, Getty Images

https://www.scientificamerican.com/article/why-sleep-disorders-may-precede-parkinsons-and-alzheimers/

Study of sleep disorders associated with neurodegenerative diseases by using smart devices.

Description (Spanish):

Motivación: Se ha reportado una relación entre desórdenes del sueño, e.g. roncar o la apnea del sueño, y el deterioro cognitivo leve, que a menudo precede la enfermedad de Alzheimer. Por otro lado, algunos autores han planteado que una excesiva somnolencia durante el día constituye un marcador de enfermedad neurodegenerativa.

Objetivo: Desarrollar un método computacional que obtenga datos de bajo y alto nivel a partir de diversos sensores, e.g. acelerómetro, heart-rate; obtenga un conjunto de descriptores; califique automáticamente la calidad de sueño y evalúe la métrica propuesta.


  • Osorio, R. S., Gumb, T., Pirraglia, E., Varga, A. W., Lu, S. E., Lim, J., ... & Mosconi, L. (2015). Sleep-disordered breathing advances cognitive decline in the elderly. Neurology, 84(19), 1964-1971.
  • Miranda, C. M., & Kuljiš, A. R. O. (2013). Trastornos del sueño en las enfermedades neurodegenerativas. Revista Médica Clínica Las Condes, 24(3), 452-462.

Noroozi, F., Kaminska, D., Corneanu, C., Sapinski, T., Escalera, S., & Anbarjafari, G. (2018). Survey on emotional body gesture recognition. IEEE transactions on affective computing.

Detection of emotions from patterns in body movements by using wearable technology and video.

Description (Spanish):

Motivación: Se ha encontrado evidencia de que la percepción humana puede discernir diversos estados afectivos expresados únicamente a partir de los movimientos corporales. El reconocimiento de emociones a partir del movimiento abarca una gran cantidad de aplicaciones, e.g. seguridad biométrica, atención médica, y modelado de comportamiento.

Objetivo: Desarrollar un método computacional que obtenga los datos de seguimiento de movimientos corporales, genere un conjunto de descriptores de movimiento y clasifique automáticamente los movimientos del usuario en categorías emocionales discretas o continuas.


  • Coulson, M. (2004). Attributing emotion to static body postures: Recognition accuracy, confusions, and viewpoint dependence. Journal of nonverbal behavior, 28(2), 117-139.
  • Xu, S., Fang, J., Hu, X., Ngai, E., Guo, Y., Leung, V., ... & Hu, B. (2020). Emotion Recognition From Gait Analyses: Current Research and Future Directions. arXiv preprint arXiv:2003.11461.

https://github.com/CMU-Perceptual-Computing-Lab/openpose

Cao, Z., Hidalgo, G., Simon, T., Wei, S. E., & Sheikh, Y. (2019). OpenPose: realtime multi-person 2D pose estimation using Part Affinity Fields. IEEE transactions on pattern analysis and machine intelligence, 43(1), 172-186.

Recognition of concurrent and interleaved activities in structured environments using video, wearable, and environmental sensors.

Description (Spanish):

Motivación: El reconocimiento de actividades se ha enfocado en el reconocimiento de actividades humanas simples, i.e., un usuario - una actividad. Reconocer actividades complejas en condiciones realistas plantea desafíos como reconocer actividades concurrentes e intercaladas y con múltiples residentes.

Objetivo: Desarrollar un método computacional que obtenga datos del movimiento de personas y del ambiente, obtenga un conjunto de descriptores y clasifique automáticamente actividades complejas realizadas por las personas como caminar, comer o hablar por teléfono.


  • Kim, E., Helal, S., & Cook, D. (2010). Human Activity Recognition and Pattern Discovery. IEEE pervasive computing, 9(1), 48.

https://news.cision.com/tobii-ab/r/tobii-pro-launches-pioneering-eye-tracker-and-biometric-software-platform-for-behavioral-research,c2119353

Detection of emotional reactions to videos through eye tracking.
(Co-direction Dr. Humberto Pérez)

Description (Spanish):

Desarrollar un método computacional que obtenga los datos de seguimiento de movimientos oculares capturados por un sensor Tobii, genere un conjunto de descriptores de movimiento y clasifique automáticamente los movimientos oculares del usuario en categorías emocionales como alegría, enojo, tristeza, o miedo. El proyecto comprende la generación de una base de datos de reacciones emocionales a videos, el desarrollo del método computacional y la evaluación del método.

https://news.mit.edu/2017/wearable-visually-impaired-users-navigate-0531

Wearable computing to assist the blind and visually impaired in obstacle detection.
(Co-direction Dr. Antonio García)

Description (Spanish):

Se plantea el diseño e implementación de un sistema vestible que, mediante retroalimentación multimodal (sonora, vibratoria, auditiva, etc.) pueda informar a su portador sobre la presencia, y esperadamente naturaleza, de obstáculos en el camino. Se caracterizarán las condiciones de uso para definir alcances y limitaciones, tanto de elementos individuales como del sistema en su conjunto.

https://www.gizmodo.com.au/2020/01/all-the-ways-you-can-use-multiple-smart-speakers-together/

Mapping and spatial localization using smart speakers.

Description (Spanish):

Proponer un algoritmo que permita mapear un ambiente estructurado a partir de señales auditivas (series de tiempo) y describirlo topológicamente, e.g. cuarto, sala, etc. Se deberá definir un experimento que permita localizar las señales auditivas en tiempo real a partir de una o varias bocinas inteligentes. El proyecto comprende el desarrollo y la evaluación del sistema propuesto.

https://www.mygreatlearning.com/blog/is-deep-learning-better-than-machine-learning/

Analysis of images and time-series using machine and deep learning approaches.

Description (Spanish):

Este tema es abierto a intereses de investigación de los candidatos.