Egresado Uniandino autor de la mejor tesis doctoral de España y de Europa

Ingeniería Eléctrica y Electrónica /13 de Septiembre de 2018

 

Julián Barreiro Gómez egresado del Doctorado en Ingeniería, de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de los Andes, es el autor de la tesis doctoral The Role of Population Games in the Design of Optimization-based Controllers: A Large-scale Insight”, escogida como la mejor tesis doctoral de España por el Comité Español de Automática (CEA) y la editorial Springer y también, como una de las tres ganadoras de este año a nivel de toda Europa en reconocimiento a la mejor tesis de Europa en the Field of Control for Complex and Heterogeneous Systems por parte del European Embedded Control Institute (EECI).

Adicionalmente, el tercer capítulo de la tesis Dynamical tuning for MPC using population games: A water supply network application, ganó el premio al mejor artículo académico publicado en el año 2017 por la revista ISA Transactions, perteneciente a la Sociedad Internacional de Automatización (ISA, por siglas en inglés).

El trabajo de investigación co-dirigido por Nicanor Quijano, profesor titular del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad de los Andes, y por Carlos Ocampo Martínez, profesor asociado de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), presenta un estudio de los juegos poblacionales y dinámicas evolutivas, haciendo énfasis en cómo las ideas de esta clase de juegos pueden aprovecharse para diseñar controladores basados en optimización; como en el caso de Model Predictive Control, un tipo de control óptimo. Además, discute el problema de distribución dinámica de recursos con estructuras de comunicación distribuida por medio de juegos poblacionales.

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Por otra parte, la tesis expone las pautas para resolver problemas de optimización de forma distribuida por medio de las dinámicas poblacionales y sus diferentes aplicaciones en ingeniería, por ejemplo, en la red de agua potable de la ciudad de Barcelona, en el control de formación de vehículos aéreos no tripulados, o en el control de un arreglo de reactores.

“Una de las conclusiones más importantes ha sido mostrar que la teoría de juegos evolutiva es una herramienta poderosa en el diseño de controladores basados en optimización. Cabe aclarar, que ésta no es una conclusión propia de mi tesis doctoral, es parte del trabajo realizado por antecesores del Grupo de Investigación en Automatización para la Producción (GIAP) que desarrollaron el mismo tema de investigación, y que inspiraron mi trabajo; la investigación doctoral realizada por Andrés Pantoja, Eduardo Mojica Nava, Germán Obando y el trabajo de maestría realizado por Jorge Poveda”, dice Barreiro.

Con la consigna de hacer investigación en dinámicas evolutivas y control predictivo para obtener nuevos resultados que permitieran relacionar ambos mundos, la teoría de juegos y el control automático, y con la meta de publicar resultados e interactuar con investigadores de la misma área en conferencias y/o discusiones académicas, Barreiro construye la tesis a partir de la recopilación de todos los resultados obtenidos.

Sin embargo, varios factores y profesores influyeron a que surgiera en él la idea que dio vida a este premiado trabajo de investigación. Primero, durante sus estudios de Maestría en Ingeniería Eléctrica en la Universidad de los Andes, se empezó a interesar por la teoría de juegos a partir del curso “aprendizaje y evolución orientado al control”, dictado por el profesor Nicanor Quijano. Luego, tomó el curso “teoría de juegos y aplicaciones en ingeniería” de la Facultad de Matemáticas a cargo del profesor Luis Jorge Ferro, quién le dio a conocer el libro Game Theory de Guillermo Owen. Ese mismo año, se inscribió en el curso “control óptimo” dictado por Alain Gauthier, profesor emérito del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, donde aprendió más herramientas que complementaron sus conocimientos en control y optimización. Al siguiente año, y ya terminando sus estudios de maestría, conoció al profesor Carlos Ocampo, quien trabaja Model Predictive Control. Así, con el apoyo de los profesores Nicanor Quijano y Carlos Ocampo empezó sus estudios de doctorado estudiando ambos temas, fomentando la investigación en un posible complemento de estas dos áreas.

“El trabajo con Nicanor ha sido enriquecedor a nivel profesional y personal. Siempre obtuve cuestionamientos de su parte, lo que, en mi opinión, promovió el trabajo y ha sido un componente crucial para obtener buenos resultados en el proceso doctoral. También, tomé todos los cursos que dicta en la Universidad relacionados principalmente con control inteligente y sistemas no lineales. Estos cursos fueron fundamentales para tener las bases necesarias para empezar con mi investigación”, expone Barreiro.

Por otra parte, las reuniones semanales en el grupo de investigación GIAP, le permitieron presentar avances de investigación, donde la dinámica principal consiste en que otros miembros cuestionen los resultados y también aporten a los mismos. Estas reuniones e interacción con sus compañeros de grupo fueron cruciales para el desarrollo de la tesis.

Para premiar una tesis doctoral, CEA designa revisores que puedan evaluar el trabajo de investigación y emitir un concepto profesional de la misma. Adicionalmente, el Comité tiene en cuenta la calificación obtenida por la tesis, si ha conseguido el reconocimiento Cum Laude, la cantidad de publicaciones relacionadas con el tema de investigación junto con los asesores de tesis, la participación del candidato en las publicaciones, y/o las estancias académicas que el estudiante realizó durante su doctorado. Un proceso de selección similar es realizado por parte de European Embedded Control Institute (EECI) pero a nivel Europeo.

Es por tanto que este logro es muy significativo, según expresa Barreiro “este reconocimiento me hace sentir satisfacción por el trabajo realizado y me entusiasma para seguir aprendiendo. También, considero que el premio no es sólo mío, pues este desenlace no habría sido posible sin el apoyo de mis asesores, de la Universidad de los Andes que me brindó la oportunidad de ingresar con el programa de asistentes graduados para mi maestría, y que me ayudó en el proceso de cotutela con la Universidad Politécnica de Cataluña, donde también tuve todo el apoyo por parte del Institut de Robòtica i Informàtica Industrial IRI-UPC”.

En este momento, Julián continúa investigando bajo la asesoría del profesor asistente Hamidou Tembine en el Laboratorio de Aprendizaje y Teoría de Juegos de la Universidad de Nueva York en el campus de Abu Dabi, por tanto, sigue profundizando su conocimiento en el tema y también explora nuevas vertientes como los juegos diferenciales y estocásticos, principalmente en juegos de tipo mean-field. Para conocer más sobre el trabajo de Julián Barreiro Gómez diríjase a la página: https://wp.nyu.edu/jbarreirogomez/