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137
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FISCA CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES APLICACIÓN DE MAPAS COGNITIVOS Y REDES BAYESIANAS COMO HERRAMIENTA EN LA TOMA DE DECISIONES BAJO INCERTIDUMBRE DE LOS FACTORES RELACIONADOS CON LA DIABETES PROYECTO DE TITULACIÓN Previa a la obtención del Título de: INGENIERO EN SISTEMAS COMPUTACIONALES AUTOR (ES): LEÓN MEDINA CARLA MISHELL SALAS LARREA ALEXANDER DUVERLENG TUTOR: ING. JEFFERSON NUÑEZ GAIBOR, Msig. GUAYAQUIL ECUADOR 2018

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FISCA

CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS

COMPUTACIONALES

APLICACIÓN DE MAPAS COGNITIVOS Y REDES BAYESIANAS COMO

HERRAMIENTA EN LA TOMA DE DECISIONES BAJO INCERTIDUMBRE DE

LOS FACTORES RELACIONADOS CON LA DIABETES

PROYECTO DE TITULACIÓN

Previa a la obtención del Título de:

INGENIERO EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

AUTOR (ES):

LEÓN MEDINA CARLA MISHELL

SALAS LARREA ALEXANDER DUVERLENG

TUTOR:

ING. JEFFERSON NUÑEZ GAIBOR, Msig.

GUAYAQUIL – ECUADOR

2018

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II

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIAS TECNOLÓGICAS

FICHA DE REGISTRO DE TESIS

Título: "APLICACIÓN DE MAPAS COGNITIVOS Y REDES BAYESIANAS COMO HERRAMIENTA EN LA TOMA DE DECISIONES BAJO INCERTIDUMBRE DE LOS FACTORES RELACIONADOS CON LA DIABETES"

AUTORES: REVISORES: ALEXANDER DUVERLENG SALAS LARREA ING. LORENZO CEVALLOS MSc.

CARLA MISHELL LEÓN MEDINA

INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil FACULTAD: Ciencias Matemáticas y Física

CARRERA: Ingeniería en Sistemas Computacionales

FECHA DE PUBLICACIÓN: N DE PÁGS.:

ÁREA TEMÁTICA: Estadístico, Logístico, Matemático

PALABRAS CLAVES: Mapas Cognitivos Difusos, Redes Bayesianas, Diabetes, Toma de decisiones, Incertidumbre.

RESUMEN: La diabetes es una enfermedad que se ubica en la lista de enfermedades principales con diagnóstico de muerte a nivel mundial, dado a que, para atender la diabetes sólo existen tratamientos que permiten controlar la enfermedad El problema radica en que los profesionales en el área, al momento de tomar una decisión en base al tratamiento óptimo a seguir, lo hace apoyándose en su experiencia, criterio y conocimiento, pero en ciertas ocasiones, la información obtenida tras los años de trabajo no es suficiente para diagnosticar los factores reales que pueden presenciarse y los cuales hacen que surja dicha enfermedad, ya que no todas las personas poseen un metabolismo similar. Actualmente la informática sirve como soporte en el área de la salud, con el objetivo de prestar servicios a los profesionales para mejorar la calidad de la atención sanitaria. Es por ello que, por medio del presente proyecto, se plantea establecer un modelo para la toma de decisiones bajo incertidumbre que ayude en la tomas de decisiones diagnósticas.

N DE REISTRO: N DE CLASIFICACIÓN:

DIRECCIÓN URL:

ADJUNTO PDF SI NO

CONTACTO CON AUTOR: Teléfono: 0981814894 [email protected]

0962706383 [email protected]

CONTACTO DE LA INSTITUCIÓN: Carrea de Ingeniería en Sistemas Computacionales

NOMBRE:

Teléfono:

E-mail:

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III

APROBACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del trabajo de titulación, “APLICACIÓN DE MAPAS

COGNITIVOS Y REDES BAYESIANAS COMO HERRAMIENTA EN LA TOMA

DE DECISIONES BAJO INCERTIDUMBRE DE LOS FACTORES

RELACIONADOS CON LA DIABETES“ elaborado por el Sr. ALEXANDER

DUVERLENG SALAS LARREA y la Srta. CARLA MISHELL LEÓN MEDINA,

Alumno no titulado de la Carrera de Ingeniería en Sistemas

Computacionales, Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la

Universidad de Guayaquil, previo a la obtención del Título de Ingeniero en

Sistemas, me permito declarar que luego de haber orientado, estudiado y

revisado, la Apruebo en todas sus partes.

Atentamente

Ing. Jefferson Núñez Gaibor, Msig.

TUTOR

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IV

DEDICATORIA

Este trabajo se lo dedicamos a Dios por darnos la

fortaleza para seguir adelante sin desmayar. A

nuestros padres, quienes nos brindan su apoyo

incondicional, consejos y por ayudarnos con los

recursos necesarios para nuestros estudios.

CARLA MISHELL LEÓN MEDINA,

ALEXANDER SALAS LARREA

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V

AGRADECIMIENTO

A mis padres, por darme apoyo incondicional

y siempre estar presente, a los maestros que

nos impartieron el aprendizaje para alcanzar

este objetivo, al Ing. Lorenzo por brindarnos

sus conocimientos, instruirnos y guiarnos en

el camino, a nuestro tutor por estar dispuesto

a brindarnos su apoyo a las diferentes

inquietudes que se presentaron durante el

desarrollo del presente proyecto.

CARLA MISHELL LEÓN MEDINA

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VI

AGRADECIMIENTO

A Dios por darme la sabiduría y el entendimiento

para superar cada prueba, a mis padres por

apoyarme en lo que sea necesario y a los docentes

que nos comparten sus conocimientos y nos

transmiten de sus experiencias para poder ser

buenos profesionales.

ALEXANDER DUVERLENG SALAS LARREA

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VII

TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN

Ing. Eduardo Santos Baquerizo, M.Sc.

DECANO DE LA FACULTAD

CIENCIAS MATEMÁTICAS Y

FÍSICAS

Ing. Abel Alarcón Salvatierra, Mgs.

DIRECTOR DE LA CARRERA DE

INGENIERÍA EN SISTEMAS

COMPUTACIONALES

Ing. Lorenzo Cevallos Torres, M.Sc.

PROFESOR REVISOR DEL PROYECTO

DE TITULACIÓN

Ing. Jefferson Núñez Gaibor Msig.

PROFESOR TUTOR DEL PROYECTO

DE TITULACIÓN

Ab. Juan Chávez Atocha, Esp.

SECRETARIO

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VIII

DECLARACIÓN EXPRESA

“La responsabilidad del contenido de este Proyecto de Titulación, nos corresponden exclusivamente; y el patrimonio intelectual de la misma a la UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL”

LEÓN MEDINA CARLA MISHELL,

SALAS LARREA ALEXANDER DUVERLENG

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IX

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS

COMPUTACIONALES

“APLICACIÓN DE MAPAS COGNITIVOS Y REDES BAYESIANAS

COMO HERRAMIENTA EN LA TOMA DE DECISIONES BAJO

INCERTIDUMBRE DE LOS FACTORES RELACIONADOS CON LA

DIABETES”.

Proyecto de Titulación que se presenta como requisito para optar por el

título de INGENIERO EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

Autores:

CARLA MISHELL LEÓN MEDINA

C.I.: 0951363597

ALEXANDER DUVERLENG SALAS LARREA

C.I.: 1207771609

Tutor: Ing. Jefferson Núñez Gaibor Msig.

Guayaquil, septiembre del 2018

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X

CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del proyecto de titulación, nombrado por el Consejo Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil.

CERTIFICO: Que he analizado el Proyecto de Titulación presentado por el/la estudiante LEÓN MEDINA CARLA MISHELL y SALAS LARREA ALEXANDER

DUVERLENG, como requisito previo para optar por el título de Ingeniero en Sistemas Computacionales cuyo problema es: PLATAFORMA TECNOLÓGICA PARA CONTRIBUIR LA PLANEACIÓN URBANA EN LA CIUDAD DE GUAYAQUIL DIRIGIDO A LA TRANSPORTACIÓN, ENFOCADO A LA IMPLEMENTACIÓN DE ALGORITMOS DE ANÁLISIS DE TRAYECTORIA.

Considero aprobado el trabajo en su totalidad.

Presentado por:

LEÓN MEDINA CARLA MISHELL 0950826032 SALAS LARREA ALEXANDER DUVERLENG 1207771609

Tutor: Ing. Jefferson Núñez Gaibor Msig.

Guayaquil, septiembre del 2018

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XI

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

Autorización para Publicación de Proyecto de Titulación en Formato Digital 1. Identificación del Proyecto de Titulación

Nombre Alumno: CARLA MISHELL LEÓN MEDINA

Dirección: Calle 24 y calle L

Teléfono: 0981814894 E-mail: [email protected]

Nombre Alumno: ALEXANDER DUVERLENG SALAS LARREA

Dirección: Babahoyo – Los Ríos

Teléfono: 0962706383 E-mail: [email protected]

Facultad: Ciencias Matemáticas Y Físicas

Carrera: INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

Proyecto de titulación al que opta: Ingeniero en Sistemas Computacionales

Profesor tutor: Ing. Jefferson Núñez Gaibor Msig.

Título del Proyecto de titulación: APLICACIÓN DE MAPAS COGNITIVOS Y REDES

BAYESIANAS COMO HERRAMIENTA EN LA TOMA DE DECISIONES BAJO

INCERTIDUMBRE DE LOS FACTORES RELACIONADOS CON LA DIABETES

Tema del Proyecto de Titulación: Redes Bayesianas, Mapas Cognitivos Difusos, Lógica Difusa, Modelo Multi-criterio, Toma de Decisiones.

2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica del Proyecto de Titulación A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de Guayaquil y a la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la versión electrónica de este Proyecto de titulación. Publicación electrónica:

Inmediata X Después de 1 año

Firma Alumno: CARLA MISHELL LEÓN MEDINA ALEXANDER SALAS LARREA 3. Forma de envío: El texto del proyecto de titulación debe ser enviado en formato Word, como archivo .Doc. O .RTF y .Puf para PC. Las imágenes que la acompañen pueden ser: .gif, .jpg o .TIFF.

DVDROM CDROM

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XII

Contenido

APROBACIÓN DEL TUTOR ........................................................................... III

DEDICATORIA .................................................................................................. IV

AGRADECIMIENTO .......................................................................................... V

AGRADECIMIENTO ........................................................................................ VI

ABREVIATURAS ........................................................................................... XVII

SIMBOLOGÍA ................................................................................................ XVIII

ÍNDICE DE GRÁFICOS ................................................................................. XIX

INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 3

CAPÍTULO I .......................................................................................................... 5

EL PROBLEMA .................................................................................................... 5

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................. 5

Ubicación del Problema ............................................................................... 5

Situación Conflicto Nudos Críticos ........................................................... 5

Causas y Consecuencias del Problema .................................................. 6

Delimitación del Problema ........................................................................... 7

Formulación del Problema .......................................................................... 7

Evaluación del Problema ............................................................................. 7

OBJETIVOS .......................................................................................................... 9

OBJETIVOS GENERAL ..................................................................................... 9

OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................. 9

ALCANCES DEL PROYECTO ........................................................................ 10

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XIII

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA ............................................................... 10

METODOLOGÍA DEL PROYECTO: .............................................................. 11

Método descriptivo ...................................................................................... 11

Meta-análisis: ................................................................................................ 12

Mapas cognitivos difusos: ........................................................................ 12

Población Objetivo: ..................................................................................... 12

Muestra: .......................................................................................................... 13

CAPÍTULO II ....................................................................................................... 14

MARCO TEÓRICO ............................................................................................ 14

ANTECEDENTES DEL ESTUDIO .................................................................. 14

Diabetes .......................................................................................................... 15

Diabetes no identificada ............................................................................. 15

Diabetes Mellitus a nivel mundial ............................................................ 16

La diabetes en poblaciones indígenas ................................................... 18

Diabetes Mellitus en Europa ..................................................................... 19

Diabetes Mellitus en América Latina ...................................................... 19

Diabetes Mellitus en Ecuador ................................................................... 20

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ..................................................................... 21

Teorema de Bayes ....................................................................................... 21

Probabilidad Condicional ...................................................................... 22

Teorema de probabilidad total .............................................................. 22

INTELIGENCIA ARTIFICIAL ....................................................................... 23

Niveles de Inteligencia Artificial ............................................................... 27

Inteligencia Artificial Débil: ................................................................... 27

Inteligencia Artificial Fuerte: ................................................................. 28

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XIV

Súper Inteligencia Artificial: .................................................................. 28

Singularity: ................................................................................................. 28

MÉTODOS MULTI-CRITERIOS BASADOS EN INTELIGENCIA

ARTIFICIAL. ....................................................................................................... 28

LÓGICA DIFUSA ........................................................................................... 29

Reglas de la lógica difusa .......................................................................... 30

Conjuntos Difusos ....................................................................................... 31

Conjunto difuso normal .......................................................................... 32

Conjunto difuso convexo ....................................................................... 32

Desfusificación ............................................................................................. 33

Variables lingüísticas .................................................................................. 33

REDES NEURONALES ARTIFICIALES ................................................... 34

ALGEBRA CASUAL DIFUSA ..................................................................... 34

MAPAS COGNITIVOS DIFUSOS ............................................................... 35

HERRAMIENTAS DE SOFTWARE PARA MAPAS COGNITIVOS

DIFUSOS ......................................................................................................... 36

REDES BAYESIANAS .................................................................................. 38

Identificación de variables ......................................................................... 39

Modelos canónicos asociados a las redes Bayesianas .................... 40

HERRAMIENTAS DE SOFTWARE PARA REDES BAYESIANAS ..... 41

FUNDAMENTACIÓN LEGAL .......................................................................... 43

CONSTITUCIÓN DE LA REPÚBLICA DEL ECUADOR (2008) ............ 43

CAPÍTULO III ...................................................................................................... 46

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ................................................... 46

DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN .................................................................. 46

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XV

Modalidad de la Investigación .................................................................. 46

TIPO DE INVESTIGACIÓN .............................................................................. 47

DEFINICIONES .................................................................................................. 48

Población Objetivo ...................................................................................... 48

Muestra ........................................................................................................... 49

Marco Muestral ............................................................................................. 50

OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES .................................................. 50

HERRAMIENTAS DE LA INVESTIGACIÓN Y RECOLECCIÓN DE

DATOS ................................................................................................................. 51

META-ANÁLISIS ........................................................................................... 51

Descripción de las variables utilizadas .................................................. 52

Encuesta ......................................................................................................... 53

Cuestionario .................................................................................................. 53

INSTRUMENTOS DE INVESTIGACIÓN ....................................................... 54

Stat::Fit ............................................................................................................ 54

Redes Bayesianas ........................................................................................ 54

Proceso de reagrupación y análisis de datos a priori ....................... 58

Etapa de correlación ....................................................................................... 68

Inferencia de pesos y afectación de eventos en red bayesiana ...... 69

Mapa Cognitivo difuso en Mental Modeler ................................................ 70

CAPÍTULO IV ..................................................................................................... 74

RESULTADOS CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................... 74

RESULTADOS ................................................................................................... 74

CONCLUSIONES .............................................................................................. 79

RECOMENDACIONES ..................................................................................... 81

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XVI

BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................. 82

Anexos ................................................................................................................ 86

Anexo 1. .......................................................................................................... 87

Valoración del Juicio de Experto ............................................................. 87

Padece ............................................................................................................. 88

No Padece ....................................................................................................... 88

Anexo 2. Tabla de Mata-análisis .................................................................... 91

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XVII

ABREVIATURAS

MCD Mapas Cognitivos Difusos

DM Diabetes Mellitus

IA Inteligencia Artificial

IMC Índice de Masa Corporal

INEC Instituto Nacional de Estadísticas y Censos.

SABE Salud, Bienestar y Envejecimiento

MIES Ministerio de Inclusión Económica y Social

MSc. Máster

Ing. Ingeniero

UG Universidad de Guayaquil

CC.MM.FF Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas

MAUT Utilidad Multi-atributo

AHP Proceso Analítico Jerárquico

URL Localizador de Fuente Uniforme

WWW World Wide Web

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XVIII

SIMBOLOGÍA

S Desviación estándar

e Error

E Espacio muestral

s Estimador de la desviación estándar

e Exponencial

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XIX

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 1. Índice de países con personas que padecen diabetes ............ 17

Gráfico 2. Porcentaje de Diabetes a nivel mundial ...................................... 18 Gráfico 3. Modelo para la toma de decisión ................................................. 29

Gráfico 4. MCD Simple con cinco nodos. ...................................................... 36

Gráfico 5. Tablero de instrumentos, se abre inmediatamente al iniciar el software. .............................................................................................................. 37 Gráfico 6. MCD en Mental Modeler ................................................................ 38

Gráfico 7. Ejemplo de Red Bayesiana ........................................................... 39

Gráfico 8. Pantalla principal de Elvira ............................................................ 42

Gráfico 9. Distribución de los datos obtenidos. ............................................ 54

Gráfico 10. Red bayesiana de los factores relacionados con la diabetes 57

Gráfico 11. Vista de inferencia de nodos con sus respectivos valores causales a priori. ................................................................................................ 58 Gráfico 12. Frecuencia de la variable Obesidad .......................................... 59

Gráfico 13. Frecuencia de la variable presión arterial ................................. 60

Gráfico 14. Frecuencia de la variable colesterol. ......................................... 61

Gráfico 15. Frecuencia de la variable Visión borrosa .................................. 62

Gráfico 16. Frecuencia de la variable Edad .................................................. 63

Gráfico 17. Frecuencias de la variable Alimentación .................................. 64

Gráfico 18. Frecuencia de la variable actividad física. ................................ 65

Gráfico 19. Frecuencia de la variable ulceras. ............................................. 66 Gráfico 20. Frecuencia de la variable glucemia. .......................................... 67

Gráfico 21. Correlación en Elvira de la variable colesterol. ........................ 68

Gráfico 22. Red bayesiana con factores de incidencia ............................... 69

Gráfico 23. MCD Factores relacionados con la diabetes ........................... 71

Gráfico 24. Matriz de adyacencia Factores relacionados con la Diabetes ............................................................................................................................... 72

Gráfico 25. Sistema de inferencias MCD ...................................................... 73

Gráfico 26. Sistema de Inferencia de la red Bayesiana .............................. 74 Gráfico 27. Primer caso de prueba tras la presencia de 6 sucesos. ........ 75

Gráfico 28. Segundo caso de prueba tras la presencia de 7 sucesos. .... 76

Gráfico 29. Matriz de Adyacencia ................................................................... 77

Gráfico 30. Estimulación tras la Activación del nodo Resistencia a la Insulina ................................................................................................................. 78

Gráfico 31. Segundo Escenario en MCD ...................................................... 78

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XX

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Causas y Consecuencias. .................................................................. 6

Tabla 2. Acontecimientos Importantes de la IA. ........................................... 24

Tabla 3. Características de las variables lingüísticas .................................. 33

Tabla 4. MATRIZ DE OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES ............... 50

Tabla 5. Descripción de los nodos de la Red Bayesiana ............................ 55

Tabla 6. Tabla de frecuencia para la variable obesidad .............................. 59

Tabla 7. Tabla de frecuencias de la variable Presión arterial, haciendo

referencia al estado seleccionado como hipertensión. ................................ 60

Tabla 8. Tabla de frecuencia de la variable “colesterol”. ............................. 61

Tabla 9. Tabla de frecuencia de la variable Visión borrosa ........................ 62

Tabla 10. Tabla de frecuencia de la variable Edad ...................................... 63

Tabla 11. Tabla de frecuencias de la variable Alimentación ...................... 64

Tabla 12. Tabla de frecuencia de la variable actividad física. .................... 65

Tabla 13. Tabla de frecuencia de la variable ulceras. ................................. 66

Tabla 14. Tabla de frecuencia de la variable glucemia. .............................. 67

Tabla 15. Descripción de relaciones causales .............................................. 70

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1

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

APLICACIÓN DE MAPAS COGNITIVOS Y REDES BAYESIANAS COMO

HERRAMIENTA EN LA TOMA DE DECISIONES BAJO INCERTIDUMBRE DE

LOS FACTORES RELACIONADOS CON LA DIABETES

Resumen

El objetivo del presente trabajo de investigación, es determinar los factores que

inciden en la enfermedad de la Diabetes, a través del análisis comparativo de

modelos multi-criterio, tales como lo son los Mapas Cognitivos y las Redes

Bayesianas. En la actualidad la Diabetes es una enfermedad que se ubica en la lista

de enfermedades principales con diagnóstico de muerte de la población a nivel

mundial, dado a que para atender la diabetes sólo existen tratamientos que permiten

controlar la enfermedad El problema radica en que los profesionales en el área, al

momento de tomar una decisión en base al tratamiento óptimo a seguir, lo hace

apoyándose en su experiencia, criterio y conocimiento, pero en ciertas ocasiones,

la información obtenida tras los años de trabajo no es suficiente para diagnosticar

los factores reales que pueden presenciarse, ya que no todas las personas poseen un

metabolismo similar; es por ello que se plantea medir a través de la Red Bayesiana

y el Mapa Cognitivo, los eventos con mayor incidencia para que sirvan de aporte y

ayuden al experto en la toma de decisiones al momento de recomendar un

tratamiento adecuado para cada paciente. Concluimos que por medio de la

asistencia del software Elvira y Mental Modeler, destinado para los fines de estudio,

se pudo determinar que el proceso más óptimo para la ayuda en la toma de

decisiones es la red de Bayes, ya que esta permite el análisis de escenarios probables

de pacientes con diabetes y se sugiere trabajos futuros para expandir la utilización

de los Mapas Cognitivos en el área de la medicina.

Autores: Carla León Medina

Alexander Salas Larrea

Tutor: Ing, Jefferson Núñez, Msig.

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2

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

APPLICATION OF COGNITIVE MAPS AND BAYESIAN NETWORKS AS A TOOL IN

DECISION MAKING UNDER UNCERTAINTY OF DIABETES RELATED FACTORS

Abstract

The objective of this research work is to determine the factors that influence the Diabetes

disease, through the comparative analysis of multi-criteria models, such as Cognitive Maps

and Bayesian Networks. Currently Diabetes is a disease that is located on the list of major

diseases with a diagnosis of death of the population worldwide, given that to treat diabetes

there are only treatments that allow control of the disease The problem lies in that

professionals in the area, when making a decision based on the optimal treatment to follow,

it does so based on experience, criteria and knowledge, but in certain cases, the information

obtained after years of work is not enough to diagnose the real factors that can be witnessed,

since not all people have a similar metabolism; that is why it is proposed to measure,

through the Bayesian Network and the Cognitive Map, the events with the highest

incidence to serve as a contribution and help the expert in making decisions when

recommending an appropriate treatment for each patient. We conclude that through the

assistance of the Elvira and Mental Modeler software, intended for study purposes, it was

possible to determine that the most optimal process for decision-making assistance is the

Bayes network, since it allows the analysis of probable scenarios of patients with diabetes

and future work is suggested to expand the use of Cognitive Maps in the area of medicine.

Authors: Carla León Medina

Alexander Salas Larrea

Tutor: Ing, Jefferson Núñez, Msig.

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INTRODUCCIÓN

El área de la salud presenta un elevado incremento en el número de casos que

presentan diabetes mellitus, la subsistencia de esto puede explicarse por varios

factores: el total desconocimiento de la enfermedad, el poco interés de las

personas en mantener u conservar un buen estilo de vida y uno de los factores

que más prevalece es la falta de recursos económicos.

La diabetes mellitus se encuentra en la lista de una las enfermedades

principales con diagnóstico de muerte en la población, cabo que aún no existe la

cura para esta enfermedad, por lo tanto, el único medio preventivo, es el control;

por ello, es de vital importancia que el paciente tenga conocimiento sobre la

enfermedad, el cuidado y debido tratamiento que debe llevar (National Institute of

Diabetes and Digestive and Kidney DIases., 2017).

Estudios anteriores han demostrado los factores que pueden ocasionar la

diabetes, sin embargo, ¿Cuál de todos estos factores son los más ocasionales?,

¿A caso uno de estos factores le da nacimiento a otro?, son preguntas que

muchos profesionales en el área de la salud responden en base a su experiencia,

pero, muchas veces aquella información obtenida tras años de trabajo no es

suficiente para diagnosticar los factores reales que dan nacimiento a dicha

enfermedad, si bien es cierto cada persona conlleva un metabolismo y forma de

vida distinta, lo que hace alterable los síntomas y predicción del porque se produce

la enfermedad.

La toma de decisiones clínicas, constituye un proceso muy complejo, en donde

se encuentra inmersa la incertidumbre, como lo mencionamos anteriormente,

generalmente los expertos en el área toman una decisión, evaluando los posibles

beneficios y riesgos que se pueden presentar para poder determinar el tratamiento

a seguir, tomando en cuenta una serie de análisis u estudios que el paciente debe

realizarse; esta decisión está correlacionada con la experiencia del médico como

por sus creencias y conocimientos. Es por eso que es necesario la implementación

de un método que ayude a integrar y evaluar dentro de sus procesos, ciertos

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valores de incertidumbre que pueden presentarse durante el desarrollo de la

enfermedad.

La (Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de España, 2014),

define a la Ingeniería como: “Conjunto de conocimientos y técnicas cuya

aplicación permite la utilización racional de los materiales y de los recursos

naturales, mediante invenciones construccionales u otras realizaciones

provechosas para el hombre”.

Esta ciencia multidisciplinaria, puede ser implementada en diversas áreas, por

esta razón y con el fin de ayudar a la toma de decisiones en el momento de abordar

con los factores que ocasiona la diabetes, es necesario aplicar modelos de análisis

multi-criterio, brindando de esta manera un resultado con mayor fiabilidad. Este

trabajo pretende analizar mediante el uso la construcción Redes Bayesianas y

Mapas Cognitivos Difusos, para analizar los factores de incidencia que producen

diabetes.

El objetivo principal es desarrollar un modelo que nos ayude en la toma de

decisiones, cuando se presente un nivel de incertidumbre ante alguna

eventualidad. El sistema propuesto sirve de ayuda a los endocrinólogos en la

determinación de los factores relacionados con la diabetes y la relevancia de cada

uno de ellos.

.

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CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Ubicación del Problema

Dado a que la diabetes, es una de las enfermedades que se presenta con

mucha frecuencia y que sólo existen tratamientos para controlar la enfermedad,

los médicos se ven en la necesidad de evaluar, cada uno de los posibles eventos

que podrían presentarse al momento de dar un diagnóstico.

Por esta razón y con el fin de ayudar a la toma de decisiones en el momento de

abordar temas que presentan un grado de incertidumbre, es necesario aplicar

modelos de análisis multi-criterio, brindando de esta manera un resultado con

mayor fiabilidad.

Situación Conflicto Nudos Críticos

La toma de decisiones clínicas son procesos extremadamente complejos

moderados de manera ineludible por la incertidumbre, en el que los expertos se

ven obligados a tomar las decisiones de un posible caso en base a su experiencia

asistencial, conocimiento o creencia.

Sin embargo, existen situaciones en el que incluso los expertos obvian posibles

síntomas o enfermedades que pueden de tal manera significar la presencia de

otro posible diagnóstico, talvez similar al estipulado, pero con un tratamiento

diferente, dando lugar a una posible negligencia médica, que puede llegar a

instancias consideradamente graves.

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Causas y Consecuencias del Problema

El no abordar el conocimiento necesario al momento de enfrentar un posible

diagnóstico de enfermedad puede desbocar un sin número de problemas, que

puede repercutir de manera nefasta sobre la salud de una persona, paso seguido

de la reputación profesional del experto, así como la pérdida de confiabilidad de

la organización a la que pertenece, posible pérdida de licencia médica al ser

demandado por negligencia médica, entre otras. Si bien es cierto estas son causas

que repercuten directamente al profesional de la salud, esto se debe a que es el

responsable del diagnóstico y tratamiento del caso a tratar.

Otras de las posibles causas, pero de menor grado de afectación serian:

No constar con un esquema que ayude a despejar dudas e inconsistencia

que pueda presentarse.

Proceso de detección de posible diagnostico lento: haciendo referencia

que a un diagnóstico realizado con tan solo mirar no es nada fiable, siendo

el proceso real de detección algo lento.

Dudas acerca de las posibles pruebas que deben efectuarse.

Material que fundamente su decisión inexistente, entre otras.

Ante estas causas las consecuencias siguen siendo las ya mencionadas con

anterioridad.

Tabla 1. Causas y Consecuencias.

Causas Consecuencias

Falta de experiencia y

conocimiento.

No aplicar un buen tratamiento médico,

tomando en cuenta todos los parámetros

evidenciados en los análisis clínicos.

Imprudencia al no

analizar las posibles

La imprudencia, al no tomar las debidas

precauciones de riesgo.

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eventualidades de

incertidumbre.

Incumplimiento de los

principios de la

profesión

Negligencia médica.

Fuente: Datos de investigación.

Elaborado por: Autores.

Delimitación del Problema

Campo: Lógica difusa, Inteligencia Artificial.

Área: Salud, bioinformática

Aspecto: Mapas cognitivos difusos y Redes Bayesianas

Tema:

Aplicación de lógica difusa y redes bayesianas como herramientas

en la toma de decisiones bajo incertidumbre de factores que causan

diabetes.

Formulación del Problema

¿La aplicación de modelos analíticos multi-criterio como lo son los mapas

cognitivos difusos y redes bayesianas ayudaran a determinar, bajo incertidumbre,

los factores que causan la diabetes?

Evaluación del Problema

En la presente investigación evaluaremos los mapas cognitivos difusos y redes

bayesianas como herramienta en la toma de decisiones bajo incertidumbre de

factores que causan diabetes. Se requerirá el juicio de expertos en el área de

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salud que nos ayudará en el esquema de factores que ocasionan diabetes, los

cuales analizaremos utilizando como variables en los modelos mencionados.

Delimitado: En la presente investigación se plantea analizar los diferentes

factores que inciden en la diabetes, con la finalidad de aplicar un modelado que

nos ayude en la toma de decisiones estratégicas y obtener un resultado óptimo y

fiable.

Evidente: Según las estadísticas del INEC podemos constatar que 4.906

personas fallecen anualmente a causa de esta enfermedad, por eso es necesario

analizar los factores más relevantes que ocasionan esta enfermedad.

Relevante: La presente investigación tiene mucha relevancia, ya que a través

de eventos causales simularemos un sistema que ayude al profesional en la toma

de decisiones.

Original: El análisis e investigación de mapas cognitivos y redes bayesianas

es moderno; la presente investigación es un inicio para trabajos futuros en donde

podremos combinar los diferentes modelos matemáticos y métodos de inteligencia

artificial dando como resultado un sistema autónomo capaz de identificar y

modelar el mejor escenario, es por eso que se enfatiza en la selección del método

que logre brindar más precisión, al momento de identificación de variable que

involucra el campo de investigación.

Contextual: Los temas que se aplicaran y analizaran en esta investigación

tienen relación con las áreas de inteligencia artificial, estadísticas y matemáticas

en el análisis de los factores que inciden sobre las causas de la diabetes y nos

permitirá evidenciar los factores más relevantes.

Factible: el tiempo destinado a esta investigación nos permitirá analizar los

diferentes eventos que pueden ocurrir en el sistema, a través de los factores que

ocasionan diabetes tomando como muestra a los adultos mayores del país.

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OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERAL

Emplear herramientas para toma de decisiones bajo incertidumbre, mediante

la aplicación de modelos multi-criterios (mapas cognitivos difusos y las redes

bayesianas) para determinar los factores de riesgo que causan la diabetes.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Obtener información a través de fuentes de información bibliográfica para

construir una base de datos de los diferentes artículos científicos

relacionados con el tema de estudio.

2. Identificar a través del juicio de expertos situaciones que sean susceptibles

de ser modelizadas, para determinar las variables de los mapas cognitivos

difusos y redes bayesianas.

3. Proponer un modelo de toma de decisiones bajo incertidumbre para

determinar los factores que inciden en la enfermedad de la diabetes.

4. Validar el modelo propuesto de mapas cognitivos difusos y redes

bayesianas para certificar los datos obtenidos en la investigación.

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ALCANCES DEL PROYECTO

1. Se aplicará el meta-análisis a través de las palabras claves identificadas,

utilizando así el criterio de inclusión y exclusión.

2. Identificar a través del juicio de experto los factores relacionados con la

Diabetes que se encuentran en la base de datos denominada “Salud,

Bienestar y Envejecimiento (SABE)” perteneciente al Instituto Nacional de

Estadística y Censo.

3. Se determinarán las variables que servirán para la construcción de los

modelos multi-criterio, en base a los resultados obtenidos en el meta-

análisis, y lo estipulado por el experto en la base de datos SABE.

4. Se utilizarán distintos softwares para la construcción de los modelos a

utilizar, siendo Elvira para el caso de la red bayesiana y el software mental

modeler para el mapa cognitivo difuso.

5. Se presentarán escenarios para analizar la probabilidad que tiene una

persona de padecer la enfermedad, tras la estimulación aleatoria de las

variables que conforman el modelo.

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA

Siendo la diabetes una de las enfermedades que se presentan con mayor

eventualidad, tomando como fuente de referencia el censo del Instituto Nacional

de Estadísticas y Censos (INEC) realizado en el año 2016, donde se evidencia un

total de 4.906 defunciones por esta enfermedad, se analizará el conocimiento bajo

incertidumbre que tiene la población ecuatoriana con respecto a los factores que

inciden para que una persona pueda contraer diabetes, por ello se determinaran

las nodos que serán la referencia de: los síntomas, las enfermedades , factores

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de riesgos, entre otras posibilidades que se puedan presentar, estas variables

serán modelas y analizadas por los modelos multi-criterios basados en lógica

difusa (mapas cognitivos) y redes bayesianas, estos modelos nos ayudarán a

tomar decisiones estratégicas a las diferentes eventualidades presentadas.

La presente investigación es importante en el área de la biotecnología, ya que

nos permite analizar un sistema y las distintas eventualidades, mediante la

vinculación de dos modelos, otorgándonos un resultado que evidencie los factores

que inciden sobre las causas de la diabetes y nos da una gran apertura a

diferentes estudios que se realizarán posteriormente.

Generalmente los médicos expertos en el área para llegar a una conclusión,

realizan una serie de análisis de los posibles beneficios, y riesgos que se pueden

presentar frente a los diversos diagnósticos vinculados con el caso de estudio,

esta decisión esta correlacionada con la experiencia del profesional como por sus

creencia y conocimientos. Es por eso que es necesario implementar una nueva

solución que es capaz de integrar la incertidumbre para sus procesos.

METODOLOGÍA DEL PROYECTO:

Método descriptivo

La investigación descriptiva consiste en llegar a conocer las situaciones,

costumbres y actitudes predominantes a través de la descripción exacta de las

actividades, objetos, procesos y personas. Su meta no se limita a la recolección

de datos, sino a la predicción e identificación de las relaciones que existen entre

dos o más variables. (Van Dalen, 1981).

El Diseño de investigación descriptiva es un método científico que implica

observar y describir el comportamiento de un sujeto sin influir sobre él de ninguna

manera. (Shuttleworth, 2008)

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Meta-análisis:

Consiste en el análisis estadístico de una gran colección de resultados

extraídos de trabajos individuales con el propósito de integrar los hallazgos

obtenidos (Rafael Avilés Merens, Augusto Sao Avilés, 1995).

El meta-análisis puede obtener estimaciones más precisas de los efectos sobre

la atención sanitaria que las derivadas de los estudios individuales incluidos en

una revisión.

Mapas cognitivos difusos:

Son modelos difusos con retroalimentación para representar causalidad,

combinan herramientas teóricas de los mapas cognitivos, la lógica difusa, las

redes neuronales, las redes semánticas, los sistemas expertos y los sistemas

dinámicos no lineales (Glykas, 2010).

Redes bayesianas: Una red bayesiana es una estructura matemática que se

utiliza para representar el entendimiento y sus dependencias (causa-efecto),

asignándoles ponderaciones y probabilidades de ocurrencia. El problema al

calcular las probabilidades numéricas es esencialmente el mismo que el que se

tiene al realizar una autoevaluación de control de riesgo operacional (Griselda

Dávila, Fernando Cruz, Agustín Cabrera, Francisco Ortiz, 2015).

Población Objetivo:

La población es el conjunto de todos los sujetos, sobre los que queremos

conocer cierta información relacionada con el fenómeno que se estudia (Hueso A,

Cascant M, 2012).

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La población de la investigación es generalmente una gran colección de individuos

u objetos que son el foco principal de una investigación científica. (Explorable,

2009)

Para el presente caso de estudio se ha tomado como población objetivo todas

las personas que habitan en el Ecuador, donde datos recogidos por el INEC

certifican que la población estimada es de 15’223680 millones de habitantes.

Muestra:

La población de estudio es un conjunto de casos, definido, limitado y accesible,

que formará el referente para la elección de la muestra, y que cumple con una

serie de criterios predeterminados (Jesús Arias, Miguel Ángel Villasís, María

Guadalupe Miranda, 2016).

Es un subconjunto de la población y contiene elementos en los cuales debe

estudiarse la característica de interés para la población (Ojeada, 2007).

Como muestra para el caso en cuestión se utilizará la información de 5235

personas que contiene la base de datos denominada SABE (Salud, bienestar y

envejecimiento), extraída de la página oficial del Instituto Nacional de Estadísticas

y Censos.

Base de datos:

Revisar: http://www.ecuadorencifras.gob.ec/encuesta-de-salud-bienestar-del-

adulto-mayor/

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CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

El presente capítulo describe, los antecedentes de estudio y las diferentes

herramientas que utilizamos para el desarrollo de la investigación, a su vez

citamos los diferentes artículos de la constitución ecuatoriana que avalan los

estudios realizados.

ANTECEDENTES DEL ESTUDIO

Hace ya unos años en el área de la investigación el termino de modelos multi-

criterios se han venido escuchando con más intensidad, esto se debe a que se ha

visto envuelto en grandes proyectos, cuyos resultados han sido favorables y de

gran ayuda para las personas, como argumento a este apartado se tiene la

invención de software específicos para sus modelados y análisis.

Como caso referencial se tiene:

La aplicación de redes bayesianas en el área de la bioestadística enfocado

a la detección de enfermedades múltiples cuyo autor es el Master Jose

Antonio Férez Rubio.

La aplicación de redes bayesianas para la detección de cáncer de próstata,

siendo un proyecto de la carrera Inteligencia Artificial Avanzada de la

Universidad de Loja.

La aplicación de mapas cognitivos difusos para sustentar el problema de

agua potable en una de las ciudades de México. Siendo Iván Paz el autor

explicativo de este suceso, entre otros que han sido la fuente de

información para obtener las bases previas a la investigación.

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Diabetes

Desde tiempos remotos se han presentado diversas enfermedades que

arremeten contra el ser humano, tales como: la lepra, la peste, la viruela, fiebre

amarilla, entre otras. Dichas enfermedades se propagaban rápidamente

provocando un alto índice de mortalidad. A través de los años el área de la

medicina ha tratado de conseguir la solución para muchas enfermedades que en

la antigüedad eran mortales.

En el manuscrito descubierto, correspondiente al siglo XV antes de Cristo, se

describen síntomas que parecen corresponder a la diabetes.

A través del tiempo se han dado grandes descubrimientos, uno de los más

importantes se dio en el año 1921, cuando consiguieron aislar la insulina y

demostrar su efecto hipoglucemiante. Este descubrimiento marco un hito muy

importante abriendo amplios horizontes para el estudio de la diabetes.

La diabetes es una enfermedad crónica, conocida mucho antes que la era del

cristianismo y es en el año de 1425 donde Thomas Willis da a conocer por primera

vez el término “orine dulce”. Estudios realizados por la Federación Internacional

de la Diabetes (FID) demuestran que el número de personas con diabetes ha

incrementado considerablemente.

Diabetes no identificada

La International Diabetes Federation (FID) ha estimado que en el mundo hay

alrededor de 193 millones de personas, casi la mitad (46,5%) de todas las

personas con diabetes, que no son conscientes de su enfermedad. Muchos de

estos casos son diabetes tipo 2. Cuanto antes se diagnostique la diabetes y se

inicie el control, mejores son las posibilidades de prevenir complicaciones dañinas

y costosas. Es urgente rastrear, diagnosticar y proporcionar atención apropiada a

las personas con diabetes (International Diabetes Federation, 2015)

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Diabetes Mellitus a nivel mundial

La cantidad de personas que tienen diabetes se encuentra en un aumento

constante a nivel mundial, de acuerdo con la OMS, hoy en día la diabetes es uno

de los problemas de salud que se presenta en personas de todas las edades.

Alrededor de cuatrocientos veinte y dos millones de adultos en todo el mundo

padecen dicha enfermedad, esto nos indica que una de cada once personas

adultas en todo el mundo padecen diabetes. Existen diversos factores que

explican esta situación; tales como: los procesos de crecimiento y envejecimiento

de la población, la urbanización creciente, el sedentarismo y la obesidad.

Esta enfermedad afecta y provoca complicaciones de salud en diversos

órganos del cuerpo e incrementa el riesgo de la muerte prematura. Es responsable

de accidentes cerebrovasculares, ceguera, ataques cardíacos, insuficiencia renal,

amputación y otras afecciones que limitan la calidad de vida o significan

incapacidad para quienes la viven. Lo anterior aunado al alto costo para los

sistemas de salud (Saldaña, 2017).

La FID, en su último estudio publicado el catorce de noviembre del 2017, en la

octava edición del Atlas de la Diabetes, evidencia que 425 millones de personas

en el mundo tienen diabetes, el aumento global de esta enfermedad no muestra

signos de disminuir. La prevalencia de diabetes es similar en mujeres y hombres,

pero se presenta en un ligero aumento en varones mayores de sesenta años, en

el caso de las mujeres en edades mayores. En el Gráfico 1. Podemos observar

los países que en el año 2017 tienen el mayor índice de personas enfermas con

diabetes.

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Gráfico 1. Índice de países con personas que padecen diabetes

Fuente: Statista

Elaborado por: Statista

Datos de la OMS indican que en el año 2017 alrededor de cuatrocientos veinte

y cinco millones de personas tienen diabetes a nivel mundial, se estima que en el

mismo año alrededor de cuatro millones de personas fallecieron a casusa de esta

enfermedad y 21.3 nacidos vivos habrían infectados por su madre. Los países de

medianos y bajos ingresos presentan un 80% personas que padecen la

enfermedad mencionada con anterioridad.

Los adultos mayores representan el grupo más alto de personas con diabetes

con 60% de defunciones.

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Gráfico 2. Porcentaje de Diabetes a nivel mundial

Fuente: (Federación Internacional de la Diabetes., 2017)

Elaborado por: (Federación Internacional de la Diabetes., 2017)

La diabetes en poblaciones indígenas

Las comunidades indígenas están representadas por más de trescientos

setenta millones de personas. Esta comunidad es dueña de creencias,

conocimientos y lenguajes únicos, obteniendo de la tierra la mayor parte de sus

recursos. Los índices de prevalencia de diabetes varían mucho entre las

comunidades indígenas. En muchos casos, la prevalencia es mayor que las

poblaciones de los alrededores.

Una consecuencia inevitable de la mayor prevalencia en diabetes es un

aumento sustancial de la incapacidad y de las muertes relacionadas con la

diabetes. En Australia, las muertes causadas por enfermedades endocrinas,

metabólicas y nutricionales (de las cuales el 90% son atribuidas a la diabetes)

fueron ocho veces mayores en personas indígenas comparadas con los grupos

no indígenas (Territorio AC, 2013).

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Diabetes Mellitus en Europa

Investigaciones de la Federación Internacional de Diabetes (IDF) destaca que

en el continente europeo en número de personas con diabetes ha aumentado en

un 8,8% y que alrededor de seis millones de personas en España tienen diabetes,

se considera que un 6% de personas no reciben tratamiento porque no han sido

diagnosticadas.

Los estudios en España revelan que alrededor de seis millones de personas

padecen diabetes, esta enfermedad es la causante de veinte y cinco mil muertes

cada año, adicionalmente esta enfermedad es la causante de entre siete a diez

amputaciones y del 16% de caso de ceguera.

Diabetes Mellitus en América Latina

Latinoamérica abarca un total de quinientos millones de personas distribuidas

entre los veintiún países que conforman el continente americano. La transición

demográfica es una de las principales causas de enfermedades crónicas, estas

enfermedades se ubican en primer lugar en la lista de problemas de salud de la

mayor parte de los gobiernos del continente. Se pronostica que en los siguientes

diez años aumente el nivel de mortalidad a causa de enfermedades crónicas en

un 17%. En América latina, la diabetes representa un alarmante problema de salud

pública. La tasa más elevada de mortalidad corresponde a México, siguiendo el

caribe.

Un estudio realizado en siete países de América Latina y el Caribe en la

población de sesenta años o más, encontró que la prevalencia de diabetes fue de

15.7%; reportándose la más alta entre las mujeres de Bridgetown, Barbados

(21.3%) y la más baja entre los hombres de Buenos Aires, Argentina (12.0%).

Adicionalmente, se encontró una fuerte asociación entre la prevalencia de la

diabetes, el índice de masa corporal y el bajo nivel de escolaridad (Barceló A,

Peláez M, 2006).

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En un estudio realizado en el 2003 se calculó el costo de la alta prevalencia de

la diabetes, representando para los países de América Latina y el Caribe una

pérdida de 757,096 años de vida productiva en las personas menores de 65 años

(>US$ 3 billones). La incapacidad permanente secundaria a esta enfermedad

causa una pérdida de 12699,087 años y más de US$ 50 billones, y las

incapacidades temporales representan una pérdida de 136,701 años de la

población trabajadora y más de US$ 763 millones (Federación Internacional de

Diabetes, 2011).

La diabetes ha genera un gran impacto en Latinoamérica y crece velozmente.

Actualmente hay quince millones de personas con diabetes y se pronostica que

en diez años incremente el número cinco millones más y es la cuarta causa de

mortalidad.

Diabetes Mellitus en Ecuador

La diabetes es una enfermedad que está afectando a la población en tasas que

crecen elevadamente y es la segunda causa de muerte en el país.

Los resultados de la Encuesta Nacional de Salud, Salud Reproductiva y

Nutrición (ENASANUT) realizada en el 2013, demuestra que 1.7% personas de

entre 10 a 59 años tienen diabetes, esta porción va en aumento a partir de los

treinta años de edad, a los 50, uno de cada diez habitantes ya tienen diabetes.

En el año 2014 el INEC reportó como segunda causa de mortalidad general a

la diabetes mellitus, situándose además como la primera causa de mortalidad en

la población femenina y la tercera en la población masculina. La diabetes mellitus

junto con las enfermedades isquémicas 13 del corazón, dislipidemias y la

enfermedad cerebro vascular, aportan la mayor carga de consultas y egresos

hospitalarios dese hace más de dos décadas (IEES Hospital Carlos Andrade

Marin, 2017).

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En el año 2016 alrededor de dos mil seiscientas veinte y ocho mujeres

fallecieron, frente a dos mil doscientos setenta y ocho varones a causa de

diabetes.

En la actualidad el Ministerio de Inclusión Económica Social (MIES), realiza

encuestas sobre el estado de Salud, Bienestar y Envejecimiento (SABE). Con esta

encuesta se pretende conocer y determinar estado de salud y características

demográficas de los adultos.

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

Teorema de Bayes

Podemos calcular la probabilidad de un suceso A, sabiendo además que ese A

cumple cierta característica que condiciona su probabilidad. El teorema de Bayes

entiende la probabilidad de forma inversa al teorema de la probabilidad total. El

teorema de la probabilidad total hace inferencia sobre un suceso B, a partir de los

resultados de los sucesos A. Por su parte, Bayes calcula la probabilidad de A

condicionado a B. (López, 2013).

La fórmula de Bayes, también conocida como la regla de Bayes es:

𝑃(𝐴𝑛|𝐵) =𝑃(𝐵 |𝐴𝑛) ∗ 𝑃(𝐴𝑛)

∑ 𝑃(𝐵 |𝐴𝑖) ∗ 𝑃(𝐴𝑖)

Donde B es el suceso sobre el que tenemos información previa y A(n) son los

distintos sucesos condicionados. En la parte del numerador tenemos la

probabilidad condicionada, y en la parte de abajo la probabilidad (López, 2013).

El teorema de Bayes es el resultado central sobre el que vamos a construir los

conocimientos adquiridos para estructuración y creación de la red bayesiana. Sin

embargo, para comprender el teorema de Bayes es necesario tener claro

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conceptos fundamentales dentro de la teoría de la probabilidad, la probabilidad

condicionada y el teorema de la probabilidad total.

Probabilidad Condicional

Sean A y B dos sucesos de un mismo espacio muestral E.

Se llama probabilidad del suceso B condicionado a A y se representa por P(B/A) a

la probabilidad del suceso B una vez ha ocurrido el A.

𝑃(𝐵|𝐴) =𝑃(𝐴 ∩ 𝐵)

𝑃(𝐴)

Teorema de probabilidad total

El teorema de la probabilidad total nos permite calcular la probabilidad de un

suceso a partir de probabilidades condicionada, siendo su fórmula para calcularla

la siguiente:

𝑃(𝐵) = ∑ 𝑃(𝐴𝑖) ∗ 𝑃(𝐵|𝐴𝑖

𝑛

𝑖=1

)

Es decir, la probabilidad de que ocurra el suceso B es igual a la suma de

multiplicar cada una de las probabilidades condicionadas de este suceso con los

diferentes sucesos A por la probabilidad de cada suceso A.

Al aplicar el teorema de la probabilidad total se debe cumplir que:

Los sucesos A tienen que formar un sistema completo, es decir, que contemplen

todas las posibilidades (la suma de las probabilidades debe ser igual a 1).

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INTELIGENCIA ARTIFICIAL

La Artificial (IA) es una ciencia derivada de la informática, la cual posee raíces

muy robustas en áreas distintas; tales como las ciencias cognitivas y la lógica,

mediante el desarrollo de algoritmos que fuesen capaces de resolver problemas

específicos.

De acuerdo con (Isaacson, 2014):

“La definición de la inteligencia artificial, ha sufrido muchas transformaciones a

lo largo de la historia”. (p. 44).

La Inteligencia IA comprende un campo multidisciplinario de estudio, a lo largo

de su desarrollo se han presentado diversos paradigmas, por lo que es muy

complejo definir la IA. A lo largo del tiempo se ha ido generando un sin número de

conceptos que engloben una definición correcta acerca de la inteligencia artificial,

por lo cual en diversas ocasiones nos podemos encontrar envueltos en un

paradigma poco acertado o correcto del mismo, (Cruz, 2011).

Ha desarrollado diferentes modelos, técnicas, métodos o tareas que realiza

esta ciencia para alcanzar que los sistemas se comporten de forma inteligente, a

esto se le conoce como paradigmas (Mauricio Martinez, edgardo Santana,

Nicholas Beliz, 2017).

Originalmente la IA se enfocó a solucionar problemas geométricos, fórmulas y

teoremas; a estos métodos se les denominó “débiles”, porque contenían

información específica y se llegaba a la solución con pasos muy básicos y

elementales. A partir de esto empezó a enfatizar el estudio del sentido común,

tratando de imitar tres procesos fundamentales del ser humano, tales como: el

aprendizaje, razonamiento y autocorrección.

En la tabla 2., podemos observar algunos acontecimientos importantes en la

historia de la IA.

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Tabla 2. Acontecimientos Importantes de la IA.

Periodo Acontecimientos importantes

Antes de la II Guerra

Mundial

Lógica Formal.

Psicología cognitiva.

(1945 – 1954)

Años de la postguerra

Ordenadores desarrollados.

H. Simon, Administrative Beehavior.

N. Wiener, Cybertics.

A.M. Turing “Computing Machinery and Intelligence”.

Conferencias en Macy sobre Cibernética.

Años formativos

1955 – 1960

Iniciación de la

Investigación de la IA

Posibilidad de crcimiento de los ordenadores.

Información Processing Language I.

El seminario de verano de Dartmouth sobre IA, 1956.

Psicología del procesamiento de información.

Años de desarrollo

1961 – 1970

Resolución general de

problemas

Newel y H. Simon, Human Problem Solving.

LISP.

Heurística.

Robótica.

Programas de Ajedrez.

DENDRAL (Stanford).

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Años de

especialización y

éxitos, 1971 – 1980

Descubrimiento de

sistemas basados en

el conocimiento.

MYCIN (Stanford).

HEARSAY II (Carnegie – Mellon).

MACSYMA (MIT).

Ingeniería del conocimiento.

EMYCIN (Stanford).

GUIDON (Stanford).

PROLOG.

Hebert Simon – Premio Nobel.

La carrer de las

aplicaciones, 1981

Competencia

internacional y

empresas comerciales

PROSPECTOR (SRI)

Proyecto japonés de la quinta generación.

E. Feigenbaum y P. McCorduck, La quinta Generación.

Microelectrinics & Computer de los F.F.V.V.

Tenology Corp (MCC).

INTELLECT (AIC).

Diversas empresas corporativas emprendedoras en el

campo de la IA.

Fuente: (Alberto Grajales Quintero, Edgar G. Serrano Moya, Christine M. HaHn Von-H, 2013).

Elaborado por: (Alberto Grajales Quintero, Edgar G. Serrano Moya, Christine M. HaHn Von-H,

2013).

En 1982 físicos aplicaron técnicas de estadística y técnicas de aprendizaje

como el algoritmo de “backpropagation”. Estas técnicas permitieron un

resurgimiento de las Redes Neuronales. La teoría de la evolución de Darwin y la

demostración del teorema de “Schema” hacen que los Algoritmos Genéticos y los

Programas Evolutivos sean una disciplina con sólidas bases.

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En la actualidad nuestras vidas están conectadas con el mundo digital cada vez

que navegamos por internet, en su investigación el profesor de Comportamiento

Organizacional de la Escuela de Negocios de la Universidad de Stanford

(Kosinski, 2017).

El autor (Ponce, 2010) menciona varios elementos que componen la IA (p. 3).

Estos elementos son las siguientes ramas:

- Lógica difusa

- Redes Neuronales Artificiales

- Algoritmos Genéticos

Desde hace más de un siglo la medicina se ha visto beneficiada por el

desarrollo y avance de la tecnología, lo cual mejoró y catapultó los hallazgos

médicos tanto en diagnóstico como en el área terapéutica que, por consecuencia,

mejoraron la calidad de vida de los pacientes y aumentaron las posibilidades de

recuperación a un nivel que años atrás solo fueron un sueño (Julian Soler & Botti,

2003).

Se presenciaron grandes avances, con la necesidad de mejorar las condiciones

sanitarias y los diferentes problemas médicos de la sociedad; surgieron nuevas

disciplinas, tales como la Ingeniería Biomédica y la Nanotecnología.

Para los autores (Raúl Benitez, Gerad Escudero, Samir Kanaan, David Masip,

2014) “La inteligencia artificial (IA) tiene por objetivo el estudio y el análisis del

comportamiento humano en los ámbitos de la comprensión, de la percepción, de

la resolución de problemas y de la toma de decisiones con el fin de poder

reproducirlos con la ayuda de un computador”.

Por ello podemos concordar que:

La inteligencia artificial como motor para la nueva tecnología médica ofrece un

panorama totalmente distinto en el que no solo los expertos humanos intervendrán

en el diagnóstico y tratamiento de los pacientes, ya que se contará con equipo y

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sistemas de cómputo, capaces de realizar las tareas parcial o totalmente y

teniendo la ventaja de tomar decisiones sin la intervención humana, reduciendo

los costos y los errores humanos más comunes (Huhms, 2012).

Marca una nueva era debido a que ha conseguido importantes avances, en

distintas áreas. La bioinformática es una de las áreas en donde se ha

implementado esta ciencia, lo cual no quiere decir que se retemplarán

profesionales, sino la implementación de sistemas que ayuden en la toma de

decisiones y reduzcan el tiempo de análisis, con la finalidad de prevenir

enfermedades y tratar de manera óptima diversas enfermedades.

Es evidente que existen muchas definiciones sobre la IA, la mayoría de

estas definiciones os llevan a un mismo fin, esta ciencia perite satisfacer las

necesidades de las personas, mediante el uso de programas y herramientas

computacionales.

Niveles de Inteligencia Artificial

El autor (Torra, 2011) presenta diferentes niveles dentro de la IA, los cuales son

los siguientes:

Inteligencia Artificial Débil:

Se considera que los ordenadores únicamente pueden simular que razonan, y

únicamente pueden actuar de forma inteligente. Las partidarios de la inteligencia

artificial débil consideran que no será nunca posible construir ordenadores

conscientes, y que un programa es una simulación de un proceso cognitivo pero

no un proceso cognitivo en sí mismo (Torra, 2011).

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Inteligencia Artificial Fuerte:

En este caso se considera que un ordenador puede tener una mente y unos

estados mentales, y que, por tanto, un día será posible construir uno con todas las

capacidades de la mente humana. Este ordenador será capaz de razonar,

imaginar, etc.

Súper Inteligencia Artificial:

Supera la inteligencia de un humano, incluso alguno considerado genio, tiene

la capacidad de tomar decisiones propias, podría sobrescribir su propio código,

hacer cosas mucho mejor que un humano, puede pensar en millones de cosas a

la vez.

Singularity:

Es el nombre que se le da al concepto del momento en que la súper inteligencia

artificial va a dominar, el día en que las maquinas van a superar a los humanos.

Actualmente estamos en la inteligencia artificial débil enfocadas solo a lo que está

programada.

MÉTODOS MULTI-CRITERIOS BASADOS EN

INTELIGENCIA ARTIFICIAL.

Son diversos los problemas que se presentan en la toma de decisiones y puede

tornarse insuficiente la opinión autócrata cuando se analizan temas complejos.

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Gráfico 3. Modelo para la toma de decisión

Fuente: (Alberto Grajales Quintero, Edgar G. Serrano Moya, Christine M. HaHn Von-H,

2013).

Elaborado por: (Alberto Grajales Quintero, Edgar G. Serrano Moya, Christine M. HaHn

Von-H, 2013).

En casos donde generalmente se presentan diversos criterios que deben

integrarse simultáneamente, requieren la aplicación de metodologías que nos

permitan optimizar varias alternativas de objetivo frente a problemas donde la

solución podría llegar a afectar a diversas personas.

El proceso de decisión requiere de la comparación entre las alternativas sobre

las que se puede optar frente a cierta disyuntiva presente (Wen-Hsiang, W.,

Chang-tzu, Ch. & Chin-tsai L., 2008).

LÓGICA DIFUSA

Los autores (Ruvalcaba Coyaso, Francisco Javier, 2015) consideran que la

Lógica difusa (fuzzy logic), “Constituye una generalización de la lógica clásica, que

es determinista: “verdadero” o “falso””.

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El autor (Ponce, 2010) detalla que la Lógica Difusa (LD) es una rama de la IA

que permite a una computadora analizar información del mundo real en una escala

entre lo falso y verdadero (p.3). Esto nos permite trabajar con datos que no tienen

una definición específica.

La lógica difusa se basa generalmente, en reglas difusas con las que permiten

representar el conocimiento en forma de que exista una relación entre las variables

que se usen, con la finalidad de tener un resultado cierto y claro a partir de

información vaga e imprecisa. (Clara Inés Peña de Carrillo, Jose L Marzo, Josep

Lluís de la Rosa, Ramón Fabregat Gesa, 2012).

La aplicación de la lógica difusa tiene como finalidad imitar el razonamiento del

ser humano. Con la lógica convencional, las computadoras solo pueden manejar

valores verdadero y falso es decir 1 y 0. Para la aplicación LD se utilizan métodos

matemáticos; los cuales nos permiten representar nociones subjetivas, para ser

utilizados por las máquinas a través de valores concretos.

Reglas de la lógica difusa

La lógica difusa, se basa en reglas de la forma SI (antecedente) ENTONCES

(consecuente). Los métodos de inferencia para las reglas deben ser sencillos y

eficientes. Para escoger una salida concreta a partir de las hipótesis, el método

más usado es el ‘centro de’ (defusificación), en el que la salida final será el centro

de gravedad del área resultante. Si las reglas no son formuladas por expertos, son

aprendidas por el sistema, éste hace uso de redes neuronales. A pesar de la

variedad de reglas difusas, se suelen emplear las de Mamdani y las de Takagi-

Sugeno (TS).

Regla difusa de Mamdani

La regla dice que:

IF(x1 is A AND x2 is B AND x3 is C) THEN (u1 is D, u2 is E).

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Dónde,

- x1, x2 y x3 son variables de entrada.

- A, B y C son funciones de pertenencia de entrada.

- o U1 y U2 son las acciones de control.

- o D y E son las funciones de pertenencia de salida.

- AND es un operador lógico difuso (podría ser cualquier otro operador

lógico).

Ventajas:

- Intuitiva.

- Amplia aceptación.

- Adaptada a la incorporación de conocimiento y experiencia.

Reglas difusas de Takagi-Sugeno

La regla dice que:

IF (x1 is A AND x2 is B AND x3 is C) THEN (u1=f(x1, x2, x3), u2=g(x1, x2, x3))

En general tanto f como g son funciones lineales.

Ventajas:

- Eficiente computacionalmente.

- Trabaja bien con técnicas lineales, de optimización y control adaptable.

- Está bien adaptado el análisis matemático.

-

Conjuntos Difusos

Es un conjunto que puede almacenar diversos elementos de manera parcial.

Matemáticamente, un conjunto es una colección de objetos que verifican alguna

propiedad, de forma que un objeto o bien pertenece al conjunto, o no pertenece.

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En los conjuntos difusos relajamos la restricción de que la función de

pertenencia valga 0 o 1, y dejamos que tome valores en el intervalo [0,1].

El autor (Gonzales, 2013) menciona:

“La matemática de los conjuntos difusos, como su nombre lo indica,

trabaja con conjuntos que no tienen límites bien definidos, es decir, la

transición entre la pertenencia y la no pertenencia de una variable a un

conjunto es gradual. Se caracteriza por las funciones de pertenencia que

dan flexibilidad a la modelación utilizando expresiones lingüísticas tales

como mucho, poco, leve, severo, escaso, suficiente, caliente, frío, joven.” (p.

31).

La teoría de conjuntos difusos permite expresar en términos matemáticos los

procesos lógicos y del razonamiento aproximado que es el utilizado por el hombre

en la vida cotidiana (Santiago Hurtado, Gisela Painagua Gómez , 2008).

Conjunto difuso normal

Un conjunto difuso normal es cuando la altura es igual que 1. Otra forma de

llamarle a este conjunto es “conjunto difuso normalizado”. “Un conjunto difuso

cualquiera es considerado como conjunto difuso normal (normal fuzzy set) si como

mínimo uno de sus elementos presenta un valor de pertenencia igual a la unidad.

Es decir, se considera conjunto difuso normal a todo aquel cuyo máximo valor de

su función de pertenencia sea igual a 1.” (Macián & Velasquez, D, 2012).

Conjunto difuso convexo

“Un conjunto difuso à es convexo si se verifica, para cualquier par de valores

de x1, x2 de X, y para cualquier valor de λ [0, 1]. Denominándose como

estrictamente convexa si la desigualdad se verifica de forma estricta. La función

de pertenencia de un conjunto difuso convexo no puede presentar saltos ni

mínimos o máximos locales. Usualmente consisten en funciones con una parte

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creciente y otra decreciente con la posibilidad de zonas planas intermedias. Se

habla entonces de función de pertenencia animada.” (Macián & Velasquez, D,

2012).

Desfusificación

Los métodos basados en conjuntos difusos se originan de la utilización de

calificaciones lingüísticas. Luego de formar los conjuntos difusos correspondientes

a un determinado problema es necesario obtener una respuesta de estos. En

muchos casos es importante que esta respuesta no sea difusa y debe pasar de

una respuesta difusa a una que no lo es. Para lograr esto se ha desarrollado el

concepto de desfusificación. Se han propuesto varios métodos para lograr esta

transformación. El método de desfusificación debe ser escogido de acuerdo con

la aplicación que se desea hacer (Carreño, 2014).

Variables lingüísticas

Es una variable cuyos valores pueden ser representados mediante términos

lingüísticos, cuyo significado se determina mediante conjuntos difusos. Estas

variables lingüísticas proporcionan una transición gradual de estados, tienen la

capacidad para expresar y poder trabajar con observaciones y también con

medidas de incertidumbre, las cuales son más ajustadas a la realidad que las

variables comunes (Jiménez, L., Vallejo, D., Albusac, J., Castro-Schez, J. J., &

Glez-Morcillo, C., 2011).

Las variables lingüísticas se caracterizan mediante (v, T, X, g, m), en donde:

Tabla 3. Características de las variables lingüísticas

Variables Descripción

V Es el nombre de la variable

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T Es el conjunto de términos lingüísticos de v.

X Es el universo de discurso de la variable v.

G Es una regla sistémica para generar términos

lingüísticos t

M

Es una regla sistemática que se asigna a cada término

lingüístico y su significado m(t), que es un conjunto

difuso en x.

Elaborado por: (Jiménez, L., Vallejo, D., Albusac, J., Castro-Schez, J. J., & Glez-

Morcillo, C., 2011)

Fuente: (Jiménez, L., Vallejo, D., Albusac, J., Castro-Schez, J. J., & Glez-Morcillo, C.,

2011)

REDES NEURONALES ARTIFICIALES

La tecnología neural trata de reproducir el proceso de solución de problemas

del cerebro. Así como los humanos aplican el conocimiento ganado con la

experiencia a nuevos problemas o situaciones, una red neural toma como

ejemplos problemas resueltos para construir un sistema que toma decisiones y

realiza clasificaciones. Los problemas adecuados para la solución neural son

aquellos que no tienen solución computacional precisa o que requieren algoritmos

muy extensos como en el caso del reconocimiento de imágenes (Ponce, 2010).

ALGEBRA CASUAL DIFUSA

Gobierna la propagación casual y la combinación casual de un MCD. Gobierna

así avance hacia atrás y hacia delante sobre un MCD. Este tipo de álgebra

depende del orden parcial sobre el conjunto de rangos de la función arco casual

difusa y sobre las propiedades del grafo difuso (Aguilar, 2014).

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MÉTODOS: UTILIDAD MULTI-ATRIBUTO (MAUT) Y

PROCESO ANALÍTICO JERÁRQUICO (AHP)

Estos métodos parten del supuesto de que el decisor trata de maximizar una

función de utilidad que agrega los distintos criterios que intervienen en el

problema. Cuando el problema es directo y n existe una situación de

incertidumbre, esta función se denomina, función valor. MAUT asume que un

problema de decisión puede modelizarse mediante funciones valoradas reales

que poder maximizadas y minimizada entre alternativas.

El proceso de análisis jerárquico (AHP) tiene sus inicios en la década de los 60

planteado por Thomas Saaty, luego de haber tenido experiencias en campos

militares y sobre todo de docente elaboro una herramienta sencilla la cual permita

la toma de decisiones para las personas encargadas de esa tarea.

(Viñuales, 2015) define al Proceso Analítico Jerárquico (AHP) como “una

herramienta muy útil para solventar problemas complejos de toma de decisiones

y ayudar al usuario o decisión-maker a adoptar la solución más adecuada a través

de una estructura jerárquica, se basa en reducir una decisión compleja a una serie

de comparaciones por parejas y sintetizar dichos resultados, incorporando así los

aspectos tanto objetivos como subjetivos en la decisión.”

Para (Belen Muñoz & Manuel G. Roma, 2016) “el AHP, mediante la

construcción de un modelo jerárquico, permite de una manera eficiente y gráfica

organizar la información respecto de un problema de decisión, descomponerla y

analizarla por partes, visualizar los efectos de cambio en niveles y sintetizar”.

MAPAS COGNITIVOS DIFUSOS

El Autor (Aguilar, 2014) define a los mapas cognitivos como “un medio gráfico

de representación de modelos complejos de interrelaciones entre conceptos”.

Los mapas cognitivos difusos (MCD) son estructuras de grafos difusos

utilizados para representar razonamiento casual. La estructura de grafo permite la

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propagación sistemática casual, particularmente el avance hacia atrás y hacia

delante.

La aplicación de los MCD es particularmente recomendable para amplios

dominios de conocimientos, como el político, militar, historia, medicina, entre otros,

donde los conceptos y sus relaciones son principalmente difusos.

Esta técnica permite modelar sistemas de retroalimentación con grafos difusos

de casualidad comprendidos entre el intervalo (0,1).

Para el Autor (Leiva, 2014) “Los mapas cognitivos representan el conocimiento

causal sin indicar el grado de fortaleza de la relación causa-efecto. La Red de

Dependencia de Beneficios (RDB) contribuye a lograr consenso a través de un

mapa cognitivo compartido en la evaluación de los sistemas de información.”

Gráfico 4. MCD Simple con cinco nodos.

Fuente: (Aguilar, 2014).

Elaborado por: (Aguilar, 2014).

HERRAMIENTAS DE SOFTWARE PARA MAPAS

COGNITIVOS DIFUSOS

Mental Modeler

Es un software de modelado que ayuda a individuos y comunidades a capturar

sus conocimientos en un formato estandarizado que puede usarse para el análisis

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de escenarios. Basado en Fuzzy-Logic Cognitive Mapping (FCM) (Gray, S. &

Radovich, 2014).

Los usuarios pueden desarrollar fácilmente modelos semi-cuantitativos de

problemas, mediante:

- Definición de componentes importantes de un sistema

- Definir las relaciones entre componentes.

- Ejecutar escenarios “what if” (Y si), para determinar cómo el sistema

podría reaccionar bajo un rango de posibles cambios.

El software metal modeler fue desarrollado con la finalidad de ser un apoyo

para la toma de decisiones de grupos, permitiendo a cada uso de los usuarios

representar y probar sus hipótesis acerca de los modelos sistémicos en “tiempo

real”. Este software también a asido aplicado como herramienta de investigación

en ciencias sociales con el fin de medir los “modelos mentales” que comúnmente

subyacen en la toma de decisiones humanas (Gray, S. & Radovich, 2014).

Gráfico 5. Tablero de instrumentos, se abre inmediatamente al iniciar el software.

Fuente: (Gray Steven, PnD. & Cox Linda, PhD, 2015).

Elaborado por: (Gray Steven, PnD. & Cox Linda, PhD, 2015).

Metal Modeler nos permite construir a través de su sistema, mapas cognitivos

difusos de forma fácil, práctica e intuitiva. Luego de construidos los modelos, nos

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permite examinar diferentes escenarios de cambio. Dada su flexibilidad, los mapas

cognitivos difusos se han podido utilizar en una variedad de disciplinas, desde las

ciencias políticas, así como también en la ecología, la economía, entre otras

ciencias (Gray, S. & Radovich, 2014).

Gráfico 6. MCD en Mental Modeler

Fuente: (Gray, S. & Radovich, 2014).

Elaborado por: (Gray, S. & Radovich, 2014).

REDES BAYESIANAS

Las Redes Bayesianas (RB) son una representación gráfica de dependencias

para razonamiento probabilístico, en la cual los nodos representan variables

aleatorias y los arcos representan relaciones de dependencia directa entre las

variables. Cada nodo de una RB representa una variable, esta variable a su vez

es una representa una entidad en el mundo real.

Las redes bayesianas permiten seleccionar solo las variables que tienen

relaciones causales para el cálculo de las probabilidades condicionales. Una RB

muestra la estructura relación-dependencia entre las diferentes variables del

dominio (nodos) y su distribución de probabilidades. Las RB ofrecen un modelo

apropiado para caracterizar la causalidad en términos de probabilidades

condicionales. En este sentido han sido ampliamente utilizadas (Leiva, 2014).

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La red también representa las independencias condicionales de una variable.

La estructura de la red permite especificar la función de probabilidad conjunta de

estas variables como el producto de funciones de probabilidad condicionadas, por

lo general, más sencillas. Este enfoque representa una buena estrategia para

hacer frente a problemas relacionados con la incertidumbre, donde las

conclusiones no pueden ser construidas sólo a partir de un conocimiento previo

sobre el problema (Sucar, 2014).

Gráfico 7. Ejemplo de Red Bayesiana

Fuente: (Sucar, 2014).

Elaborado por: (Sucar, 2014).

En una RB todas las relaciones de independencia condicional representadas

en el grafo corresponden a relaciones de independencia en la distribución de

probabilidad. Dichas independencias simplifican la representación del

conocimiento (menos parámetros) y el razonamiento (propagación de las

probabilidades).

Identificación de variables

En primer lugar, es importante estudiar el dominio para tener el grado máximo

de conocimiento y comprensión sobre el problema que vamos a modelar. En la

mayoría de los casos reales, esto nos obligará a contar con expertos en el área,

que deberán estar suficientemente interesados y motivados para que la

colaboración tenga buenos frutos. En primer lugar, es importante estudiar el

dominio para tener el grado máximo de conocimiento y comprensión sobre el

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problema que vamos a modelar. En la mayoría de los casos reales, esto nos

obligará a contar con expertos en el área, que deberán estar suficientemente

interesados y motivados para que la colaboración tenga buenos frutos (Pablo

Pytel, Ariel Deriche, Mariana Acosta & Maria Florencia Pollo-Cattanco, 2015).

Una vez conocemos suficientemente el problema, el siguiente paso consiste en

identificar las variables que son relevantes. Es importante centrarse sólo en

aquellas variables que son de interés en el problema actual. Para ello, ayuda

realizarse preguntas del tipo.

- ¿Cuál es la situación/problema que se plantea?

- ¿Qué posibles causas pueden explicar esta situación?

- ¿Qué otros factores pueden hacer que los problemas o causas ocurran, o

impedir que ocurran?

- ¿De qué evidencia se dispone para soportar dichas causas, problemas o

factores?

Modelos canónicos asociados a las redes Bayesianas

Para (Férez R., 2015), la distribuciones de probabilidad condicionada de cada

uno de sus nodos, son uno de los componentes más importantes de las RB. A su

vez el problema que se suele presentar con frecuencia es calcular las

probabilidades asociadas a cada una de las distribuciones.

Para enfrentar estas dificultades se hace uso de modelos probabilísticos

canónicos, que nos ayudan a disminuir cálculos relacionados a la constricción de

distribuciones de probabilidad asociadas a los nodos. A continuación,

presentaremos modelos canónicos para variantes determinista, residual y

probabilística.

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41

Variante Determinista

Si en una RB, un nodo “X” posee dos padres, representadas a su vez como

nodos, si además la presencia de uno de ellos es suficiente para afectar a X y si

no existen otros nodos que afecten a X. Esto quiere decir que, la presencia de X

está ligada a la presencia de al menos uno de los dos nodos.

Variante Residual

Cuando no existen nodos asociados a un efecto, el efecto que ocasiona es muy

bajo, se desconoce la probabilidad asociada, de modo que los nodos explícitos

estén ausentes en el modelo, existe una probabilidad de que se presente dicho

efecto. A esta probabilidad se la conoce como probabilidad residual.

Variante Probabilística

Se presenta con normalidad en el área de salud que alguna causa no genere

un efecto determinado. Para simular este tipo de situaciones se usarán las

probabilidades, esto no contemplará que el efecto sea causado por otros nodos.

HERRAMIENTAS DE SOFTWARE PARA REDES

BAYESIANAS

ELVIRA

Es fruto de un proyecto de investigación financiado por la CICYT y el Ministerio

de Ciencia y tecnología; en el cual participaron varias universidades españolas y

de otros centros.

Elvira nació con el objetivo de construir un ambiente orientado a la investigación

de nuevos algoritmos y modelos probabilísticos utilizando sistemas expertos

Bayesianos.

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La RB son un modelo probabilístico que nos ayuda en la IA cuando hay algún

razonamiento bajo incertidumbre.

El programa Elvira cuenta con un formato propio para la codificación de los

modelos, un lector-intérprete para los modelos codificados, una interfaz gráfica

para la construcción de redes, con opciones específicas para modelos canónicos

(puertas OR, AND, MAX, etc.), algoritmos exactos y aproximados (estocásticos)

de razonamiento tanto para variables discretas como continuas, métodos de

explicación del razonamiento, algoritmos de toma de decisiones, aprendizaje de

modelos a partir de bases de datos, fusión de redes, entre otros. Está escrito y

compilado en Java, lo cual permite que pueda funcionar en diferentes plataformas

y sistemas operativos (linux, MS-DOS/Windows, Solaris, etc.) (Cano, 2001).

El autor (Cano, 2001) describe a ELVIRA como una herramienta que permite

crear sistemas que nos ayuden como soporte en la toma de decisiones basados

en modelos. Estos modelos admitidos se basan en la incertidumbre probabilística.

Tiene un usuario de interfaz gráfica (GUI) fácil de usar que le permite definir

modelos haciendo clic con el mouse. Pero, si no lo usa, puede editar el formato

American Standard Code for Information Interchange (ASCII) del sistema ELVIRA

para presentar sus modelos.

Gráfico 8. Pantalla principal de Elvira

Fuente: Dpto. IA-UNED

Elaborado por: Dpto. IA-UNED

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FUNDAMENTACIÓN LEGAL

CONSTITUCIÓN DE LA REPÚBLICA DEL ECUADOR (2008)

TÍTULO II, DERECHOS

Capítulo segundo, Derechos del buen vivir

Art. 15.- El Estado promoverá, en el sector público y privado, el uso de tecnologías

ambientalmente limpias y de energías alternativas no contaminantes y de bajo

impacto. La soberanía energética no se alcanzará en detrimento de la soberanía

alimentaria, ni afectará el derecho al agua. Se prohíbe el desarrollo, producción,

tenencia, comercialización, importación, transporte, almacenamiento y uso de

armas químicas, biológicas y nucleares, de contaminantes orgánicos persistentes

altamente tóxicos, agroquímicos internacionalmente prohibidos, y las tecnologías

y agentes biológicos experimentales nocivos y organismos genéticamente

modificados perjudiciales para la salud humana o que atenten contra la soberanía

alimentaria o los ecosistemas, así como la introducción de residuos nucleares y

desechos tóxicos al territorio nacional.

Sección primera, Adultas y adultos mayores

Art. 36.- Las personas adultas mayores recibirán atención prioritaria y

especializada en los ámbitos público y privado, en especial en los campos de

inclusión social y económica, y protección contra la violencia. Se considerarán

personas adultas mayores aquellas personas que hayan cumplido o superen los

sesenta y cinco años de edad.

Art. 37.- El Estado garantizará a las personas adultas mayores los siguientes

derechos: 1. La atención gratuita y especializada de salud, así como el acceso

gratuito a medicinas.

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Sección tercera Comunicación e información

Art. 16.-Todas las personas, en forma individual o colectiva, tienen derecho a:

1. Una comunicación libre, intercultural, incluyente, diversa y participativa, en todos los

ámbitos de la interacción social, por cualquier medio y forma, en su propia lengua y con

sus propios símbolos.

2. El acceso universal a las tecnologías de información y comunicación.

TÍTULO VII, RÉGIMEN DEL BUEN VIVIR

Sección Octava

Ciencia, tecnología, innovación y saberes ancestrales

Art. 385.- El sistema nacional de ciencia, tecnología, innovación y saberes

ancestrales, en el marco del respeto al ambiente, la naturaleza, la vida, las culturas

y la soberanía, tendrá como finalidad:

1. Generar, adaptar y difundir conocimientos científicos y tecnológicos.

2. Recuperar, fortalecer y potenciar los saberes ancestrales.

3. Desarrollar tecnologías e innovaciones que impulsen la producción nacional,

eleven la eficiencia y productividad, mejoren la calidad de vida y contribuyan a la

realización del buen vivir.

Art. 388.- El Estado destinará los recursos necesarios para la investigación

científica, el desarrollo tecnológico, la innovación, la formación científica, la

recuperación y desarrollo de saberes ancestrales y la difusión del conocimiento.

Un porcentaje de estos recursos se destinará a financiar proyectos mediante

fondos concursables. Las organizaciones que reciban fondos públicos estarán

sujetas a la rendición de cuentas y al control estatal respectivo.

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Sección segunda

Tipos de propiedad

Art. 322.- Se reconoce la propiedad intelectual de acuerdo con las condiciones

que señale la ley. Se prohíbe toda forma de apropiación de conocimientos

colectivos, en el ámbito de las ciencias, tecnologías y saberes ancestrales. Se

prohíbe también la apropiación sobre los recursos genéticos que contienen la

diversidad biológica y la agro-biodiversidad.

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46

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

El presente capítulo contiene los métodos utilizados para la investigación,

describe las diferentes herramientas, fórmulas y programas utilizados para llevar

a cabo el desarrollo del tema propuesto.

DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN

Modalidad de la Investigación

El autor (Ander-Egg, 1992) define a la investigación, como una técnica

reflexiva, sistemática y crítica, la cual nos lleva a descubrir o que tiene por

finalidad descubrir o descifrar hechos y fenómenos, relaciones y leyes de una

determinada área de la realidad.

Por otro lado (Tamayo, 2009), afirma que: mediante la aplicación del método

científico se obtiene información fidedigna y relevante que nos permite entender,

corregir, verificar, entender y aplicar conocimiento.

Por lo tanto, para alcanzar la meta propuesta del presente trabajo, que

representa una alternativa para la problemática analizada; la cual consiste en

analizar los factores de incidencia en la Diabetes, se realizó a través de una

modalidad documental; mediante la recolección artículos científicos, revistas,

informes de investigaciones, libros, bibliotecas virtuales, entre otros; de las

diferentes fuentes de información. Esta investigación se basa en analizar la

información obtenida de las fuentes de información ya mencionadas con

anterioridad. Además, la siguiente investigación exploratoria, nos ayudó a

reconocer las variables que intervienen en el caso de estudio.

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EL 70% de la investigación presente, se realizó bajo esta modalidad debido al

enfoque propuesto, y se la concreta a través de la recopilación de información y

lectura de expertos en el tema.

La investigación de campo se creó para encontrar respuestas a preguntas que

no se pueden recrear en un ambiente controlado ya sea por su tamaño o porque

los factores y variables se ven alteradas, reaccionando de forma diferente

(Corona, 2015).

El 30% del trabajo restante se lo realizó a través del trabajo de campo, por

medio del juicio de experto, el cual, en base a su experiencia en el tema, nos

mostró los indicios que se deben tomar en cuenta para el análisis, aplicando los

métodos multi-criterio propuestos.

TIPO DE INVESTIGACIÓN

Debido al nivel de medición y el análisis de la información se aplicaron distintos

métodos de investigación.

La investigación cualitativa, ya que concordando con los autores (Denzin,

Norman & Lincoln, Yvonna, 2011), esta consiste en realizar un conjunto de

prácticas interpretativas y materiales que hacen que el mundo sea visible e implica

aplicar un enfoque interpretativo. Este tipo de investigación requiere el uso ya la

recopilación de casos de estudio, experiencia personal, introspección, entrevistas

y textos que describen momentos rutinarios y problemáticos en la vida de los seres

humanos.

A su vez, se aplicó la investigación descriptiva, la finalidad de esta investigación

es determinar en el caso del tema propuesto, los factores de incidencia

relacionados con la diabetes. A través de las pruebas de hipótesis correlacionales

y la aplicación de diversas técnicas de estadística.

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El autor (Arias, 2012), define: “La investigación descriptiva consiste en la

caracterización de un hecho, fenómeno, individuo o grupo, con el fin de establecer

su estructura o comportamiento”.

Para el uso de datos adicionales se usa la investigación cuantitativa, esta nos

permite clasificar datos, los cuales ayudan y complementan el análisis de los

resultados.

La investigación cuantitativa se dedica a recoger, procesar y analizar datos

cuantitativos o numéricos sobre variables previamente determinadas. Esto ya lo

hace darle una connotación que va más allá de un mero listado de datos

organizados como resultado; pues estos datos que se muestran en el informe final,

están en total consonancia con las variables que se declararon desde el principio

y los resultados obtenidos van a brindar una realidad específica a la que estos

están sujetos (Rev Cubana de salud Pública, 2007).

Los autores (Gómez, D & Roquet, J, 2012) definen la investigación cuantitativa

como:

La elaboración del marco teórico a partir de la revisión documental resulta

imprescindible, ya que, fundamentalmente, nos permite delimitar con mayor

precisión nuestro objeto de estudio y constatar el estado de la cuestión,

evitando así volver a descubrir la rueda, es decir, evitar resolver un problema

que ya ha sido resuelto con anterioridad por otros investigadores. (p. 18).

DEFINICIONES

POBLACIÓN Y MUESTRA

Población Objetivo

Se le llama Población a la cantidad total de cualquier conjunto completo de

datos, objetos, individuos o resultados que tengan alguna característica en común

que se va a observar o analizar en un problema o experimento. Denotaremos al

tamaño de la población por “N” (Universidad Autónoma de Aguascalientes, 2015).

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Para (Dicovskiy, 2008) la población objetivo se refiere a: “Un conjunto de

elementos en el que se estudia una característica . El censo es la forma de estudio

de todos los elementos de una población”.

El autor (Sáez C., 2012) afirma que:

“Se denomina población a un conjunto de individuos o casos, objetivo de

nuestro interés”.

Con el fin de estudiar hechos ocurrentes en el país, se definió como población

objetivo de este proyecto a toda persona que habita en el Ecuador.

Muestra

Se le llama Muestra a cualquier subconjunto de elementos de la población. El

interés de la Estadística es proporcionar métodos que permitan elegir una muestra

de datos representativos destinado a suministrar información acerca de una

población, será fundamental que los elementos deben tener todas las

características de la población. Denotamos al tamaño de la muestra por “n”

(Universidad Autónoma de Aguascalientes, 2015).

Para el Autor (Sáez C., 2012):

“Se denomina muestra a cualquier subconjunto de datos de una

población”.

Para la selección de la muestra se realizó una búsqueda exhaustiva basada en

dos criterios fundamentales; donde el primer criterio hace referencia al país de

origen de las personas que forman parte del repositorio de datos y el segundo

criterio es que debía contener información de factores donde de manera directa o

indirectamente se encuentren relacionados con la Diabetes Mellitus.

Obteniendo como resultado del proceso Investigativo una muestra con la

información de 5235 personas que componen en su totalidad la base de datos

SABE(Salud, Bienestar y envejecimiento) cuya autoría es el Instituto Nacional de

Estadísticas y Censos.

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Marco Muestral

“El marco muestral es el listado o forma de identificar a los individuos de la

población a los que podemos acceder, llamados unidades de muestreo, y sobre

los que se aplicará el proceso de selección” (Molina, 2012).

OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES

Tabla 4. MATRIZ DE OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES

Variables Dimensiones Indicadores Técnicas y/o

Instrumentos

V. I.

Análisis de Salud

bienestar y

envejecimiento

(SABE)

-Identificar

enfermedades

relacionadas con la

diabetes.

-Medir su nivel de

riesgo y ponderar sus

resultados a

variables

cuantitativas reales.

-Simular posibles

nulos aplicando

software estadístico.

-Comprobar su

veracidad de

realismo aplicando

distribuciones

probabilísticas.

Registro de

valores nulos.

Comprensión y

análisis de datos.

Factores de

riesgos y niveles

de afectación.

Posibles pruebas y

demostraciones

avaladas de

manera científica y

comprobable.

Segmentación de

acuerdo a

necesidades o

métodos

analíticos.

Estadísticos

Probabilísticos

Simulación

Lógica difusa

Números aleatorios

SPSS

StatFit

Microsoft Office

V.D.

Estructuración y

análisis de modelo

causal sobre los

factores relaciones

con la Diabetes

Mellitus.

Incidencia de

Factores de riesgo,

síntomas,

Prueba,

Enfermedad, en el

nodo resultante.

Redes Bayesiana

Mapas cognitivos

difusos

Matriz de

adyacencia

Revisión

bibliográfica

Juicios de expertos

Elvira

Mental modeler

Elaborado por: Autores

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HERRAMIENTAS DE LA INVESTIGACIÓN Y RECOLECCIÓN

DE DATOS

Para el presente caso de investigación se tomara como raíz una base de datos

proporcionada por el Instituto Nacional de Estadísticas y Censo (INEC)

denominada Salud bienestar y envejecimiento (SABE), la cual presenta una

muestra de 5235 personas, con una mayor énfasis a personas adultas en un rango

de edad de 35 a 108 años, indistintamente del sexo u hábitos cotidianos, siendo

esta una base de datos a lo legalmente se denominaría general, abarcando

preguntas personales, enfermedades, síntomas, posibles causas, factores

relevantes, etc.,

Por lo cual mediante el juicio de expertos en el área la endocrinología (persona

experta en Diabetes Mellitus) se procederá a extraer los factores relacionados con

la diabetes, elaborando una segmentación de factores de riesgo, Síntomas, casos

auxiliares, enfermedades relacionadas, y las respectivas pruebas para confirmar

la causa de la enfermedad que se ha tomado como método de estudio.

Ya obtenidas las variables se aplicará el meta análisis con el fin de calcular el

peso y relevancia entre las mismas, este segmento será obtenido de las

investigaciones documentales de artículos científicos, papers, tesis doctorales y

otros medios con procedencia científica justificable.

META-ANÁLISIS

Cada vez más nos encontramos con investigaciones que utilizan esta

metodología, aunque, en ocasiones, sin el rigor y precisión necesaria. Indican que

han utilizado el meta-análisis, pero el proceso de selección de estudios, los

criterios de inclusión, el cálculo de tamaños de efecto, el análisis real a través de

diferentes paquetes estadísticos y la estimación de sesgos de publicación, entre

otros aspectos, no son considerados suficientemente, lo que nos lleva a concluir

que el/los investigador/es no conocen realmente las exigencias de esta

metodología (Arteaga, 2017).

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“Nos referimos al meta-análisis, entendido como una metodología que permite

estimar la media y la varianza de los efectos subyacentes de la población a partir

de una colección de estudios empíricos que abordan una pregunta de

investigación” (Field, A. & Gillet, R., 2010).

Los meta análisis son uno de los mayores logros de la medicina y la

investigación de las últimas tres décadas. Además, son un instrumento necesario,

o incluso crucial, en el proceso de transmisión del conocimiento, que se utiliza

(cuando es posible) como punto de partida para desarrollar guías de práctica

basadas en la evidencia (o sumarios de evidencia) (Martínez R., 2015).

El metaanális se lo lleva a cabo, a través de la revisión de una variedad de

documentos bibliográficos, que traten sobre la aplicación de los modelos

propuestos; tales como la lógica difusa, Redes Bayesianas, Mapas Cognitivos

Difusos, por medio de los diferentes repositorios de información.

Descripción de las variables utilizadas

Variable 1: Número de veces que se encuentra presente “Redes Bayesianas”.

Esta variable nos evidencia la cantidad de veces que se presenta la frase “Redes

Bayesianas” en los documentos.

Variable 2: Número de veces que se encuentra presente “Mapas cognitivos”.

Esta variable nos evidencia la cantidad de veces que se presenta la frase “Mapas

cognitivos” en los documentos que tomamos para la investigación.

Variable 3: Número de veces que se encuentra presente “Lógica Difusa o Fuzzy

Logic”.

Esta variable nos evidencia la cantidad de veces que se presentan las frases

“Lógica Difusa o Fuzzy Logic” en los documentos tomados para la investigación.

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Variable 4: Número de veces que se encuentra presente “Toma de Decisiones”.

Esta variable nos evidencia la cantidad de veces que se presenta la frase “Toma

de Decisiones” en los documentos que tomamos para la investigación.

Variable 5: Número de veces que se encuentra presente “Diabetes”.

Esta variable nos evidencia la cantidad de veces que se presenta la frase

“Diabetes” en los documentos que tomamos para la investigación.

Variable 6: Número de referencias bibliográficas de cada documento tomado para

la investigación.

Variable 7: Número de veces que se encuentra presente “Inteligencia Artificial”.

Esta variable nos evidencia la cantidad de veces que se presenta la frase

“Inteligencia Artificial” en los documentos que tomamos para la investigación.

Variable 8: Número de veces que se encuentra presente “Incertidumbre”.

Esta variable nos muestra la cantidad de veces que se presenta la frase

“Incertidumbre” en los documentos que tomamos para la investigación.

Encuesta

La encuesta denominada: (SABE) Salud, Bienestar y Envejecimiento la realizó

el Ministerio de Inclusión Económica y Social (MIES), esto nos permite recopilar

por medio de nuestra población objetivo, información relevante utilizada en el

estudio de la investigación.

Cuestionario

Se refiere a una cadena ordenada de preguntas, con las cuales obtenemos

información de las personas que las responden. En la presente investigación el

cuestionario no sirve como guía de investigación, ya que fue dirigido a un experto

en el área de endocrinología.

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INSTRUMENTOS DE INVESTIGACIÓN

Stat::Fit

Gráfico 9. Distribución de los datos obtenidos.

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores

Con la ayuda del software Stat Fit se solventará la fuga de información que la

base de datos presenta, haciendo referencia a valores nulos o errados.

Este proceso inicia tomando como valores de entrada la información existente

en la base de datos, stat::fit realiza un análisis de distribución y dispersión

expulsando como salida distribuciones estadísticas, al aplicar una de ellas, se

obtiene el valor simulado, que será reemplazado en los espacios huecos del

almacén de datos.

Redes Bayesianas

La red bayesiana consta de 29 nodos que fueron previamente seleccionados

con la ayuda del experto, segmentados de acuerdo a su tipo y excluyendo factores

que no tienen relación como se muestra en el Anexo 1.

- 4 pruebas

- 7 Auxiliar

- 8 Síntomas

- 5 Factores de riesgo

- 2 Signo

- 3 Enfermedades

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Tabla 5. Descripción de los nodos de la Red Bayesiana

Descripción de los nodos

Grupo Nombre Variables Lingüística F

acto

res d

e r

iesgo

Obesidad Si

No

Colesterol

Alto

Limite-alto

Normal

Edad Adulto_mayor (>65)

Adulto(>18, <65)

Actividad Física

Con_frecuencia

Ocasionalmente

Sedementarismo

Genética Presente

Ausente

Au

xili

ar

Raza(AfroAmericano) Si

No

Alimentación Balanceada

Sin control

Anemia Presenta

No_presenta

Astenia_primaveral Presenta

No_presenta

Otras_E_hormonales Presenta

No_presenta

Pancreatitis Presenta

No_presenta

Embarazo Si

No

Sín

to

ma

s

Fatiga Si

No

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Pérdida de peso Presenta

No presenta

Ulceras Presenta

No presenta

Aumento ganas orinar Presenta

No presenta

Sed Excesiva Presenta

No presenta

Visión borrosa Presenta

No presenta

Entumecimiento

extremidades

Presenta

No presenta

Aumento apetito Presenta

No presenta

Sig

no

s Resistencia Insulina

Padece

No_padece

Glucemia Hiperglucemia

Normal

En

ferm

eda

de

s Hipertensión

Presenta

No presenta

Diabetes Gestional Presenta

No presenta

Diabetes Millitus Presenta

No presenta

Pru

eb

as

Glucosa plasmática Positivo

Negativo

A1C Positivo

Negativo

Test O’Sullivan Positivo

Negativo

TOG Positivo

negativo

Fuente: Detalle de nodos: Red Bayesiana Elaborado por: Autores

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Gráfico 10. Red bayesiana de los factores relacionados con la diabetes

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores

Análisis: Estructura de red bayesiana construida mediante el software

denominado Elvira, en el cual se aprecia los 29 nodos antes descritos con sus

respectivas relaciones entre sí, a diferencia de los mapas cognitivos difusos las

redes bayesianas solo manejan la metodología de causa y consecuencia, es decir

un nodo causa o da nacimiento a una consecuencia, o una consecuencia es

proporcionada por una o varias causas.

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Gráfico 11. Vista de inferencia de nodos con sus respectivos valores causales a priori.

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores

Análisis: La vista de inferencia me muestra el peso de los nodos en relación a

sus variables dependientes, es decir muestra el estado normal de la red bayesiana

al tener los valores presentados como caso a priori, dichos valores fueron

obtenidos tras la ejecución de métodos probabilísticos en conjunto con un software

de análisis estadístico.

Proceso de reagrupación y análisis de datos a priori

Para este proceso se hizo uso del software estadístico SPSS, al mismo que se

le importo la base de datos del actual caso de investigación, con la finalidad de

analizar cada variable en relación a su factor de causa o consecuencia, así como

también para medir la correlación que existe entre una variable y otra.

Para este paso se analizará la tabla de frecuencias de cada una de las variables

involucradas en el caso de estudio, cabe destacar que son las variables que por

ende aparecen en el la base de datos raíz, esto con el fin de aclarar que existen

variables que no aparecen y que fueron incluidas por la opinión profesional del

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experto, y por el análisis de la información obtenida a través del meta análisis

realizado previamente.

Tabla 6. Tabla de frecuencia para la variable obesidad

Masa Corporal (Agrupada)

Frecuencia Porcentaje

Porcentaje

válido

Porcentaje

acumulado

Válido Delgadez Severa 49 ,9 ,9 ,9

Infra peso 156 3,0 3,0 3,9

Peso Normal 2101 40,1 40,1 44,0

Sobrepeso 1994 38,1 38,1 82,1

Obesidad 935 17,9 17,9 100,0

Total 5235 100,0 100,0

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores

Gráfico 12. Frecuencia de la variable Obesidad

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores

Análisis: Como variable general se tiene el nombre masa corporal, la cual

abarca más de un estado a ser analizado, sin embargo para no crear un derroche

de información innecesaria en elaboración de la red bayesiana se tomó en cuenta

solo el factor de riesgo obesidad, el mismo que es el más relevante y el que de

efectivamente se encuentra relacionado con el caso de estudio, obteniendo como

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resultado que de una muestra de 5235 personas efectivamente 935 presentan

obesidad en la plenitud de la palabra, aunque no hay que obviar que las personas

con sobrepeso ingresan de manera indirecta en este estado dando como resultado

de la suma de sus variables relevantes entre obesidad y sobrepeso una

probabilidad de 0.556 de que hayan personas con el factor de riesgo presentado

en la red bayesiana.

Tabla 7. Tabla de frecuencias de la variable Presión arterial, haciendo referencia al

estado seleccionado como hipertensión.

Presión (Agrupada)

Frecuencia Porcentaje

Porcentaje

válido

Porcentaje

acumulado

Válido Norma 794 15,2 15,2 15,2

Normal_alta 3648 69,7 69,7 84,9

Hipertension 793 15,1 15,1 100,0

Total 5235 100,0 100,0

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores

Gráfico 13. Frecuencia de la variable presión arterial

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores

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Análisis: Perteneciendo al grupo de enfermedades podemos apreciar que el

estado de hipertensión con respecto a la variable Presión arterial de una persona

está presente en el 15.1%, haciendo referencia a un total de 793 casos

presentados del total de 5235 personas que es el tamaño total de la muestra.

Tabla 8. Tabla de frecuencia de la variable “colesterol”.

Colesterol (Agrupada)

Frecuencia Porcentaje

Porcentaje

válido

Porcentaje

acumulado

Válido Normal 2282 43,6 43,6 43,6

Limite-Alto 765 14,6 14,6 58,2

Alto 2188 41,8 41,8 100,0

Total 5235 100,0 100,0

Fuente: Autores

Elaborado por: Autores

Gráfico 14. Frecuencia de la variable colesterol.

Fuente: Autores

Elaborado por: Autores

Análisis: Siendo uno de los factores de riesgo básicos pero he importante a la

vez, la variable colesterol muestra porcentajes de adquisición elevados siendo

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casi la mitad de la población de estudio portadora de aquello, lo que repercutirá

en gran manera al resto de los nodos que depende de él, abarcando un 41.8% de

personas que contienen un nivel de colesterol elevado y un 14.6% de personas

que están en un rango entre estar y no estar, se podría decir que es un estado de

pre-colesterol, para ello el valor final de pertenencia será atribuido por el experto

quien tomara como ayuda de toma de decisión los valores presentemente

mostrados.

Tabla 9. Tabla de frecuencia de la variable Visión borrosa

Visión

Frecuencia Porcentaje

Porcentaje

válido

Porcentaje

acumulado

Válido Buena 411 7,9 7,9 7,9

Regular 3564 68,1 68,1 75,9

Borrosa 1260 24,1 24,1 100,0

Total 5235 100,0 100,0

Fuente: Autores

Elaborado por: Autores

Gráfico 15. Frecuencia de la variable Visión borrosa

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores

Análisis: Como parte de los síntomas de poseer hiperglucemia se presenta

una series de problemas que afectan la correcta funcionalidad del cuerpo, la visión

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borrosa es una de estos problemas que se da particularmente por poseer niveles

de azúcar superiores a los normales, tal como se muestra en la gráfica este

síntomas lo presentan 1260 personas de un total de 5235, siendo este el 24.1%

de la muestra, por lo que se puede estimular que el crecimiento entre variable es

simétrico debido a la relación que existen entre ellas, para la debida

fundamentación y corroboración de lo que se estipula, posteriormente se someterá

a las variables a un estado de correlación entre las mismas.

Tabla 10. Tabla de frecuencia de la variable Edad

Edad (Agrupada)

Frecuencia Porcentaje

Porcentaje

válido

Porcentaje

acumulado

Válido Adulto 2477 47,3 47,3 47,3

Adulto_Mayor 2758 52,7 52,7 100,0

Total 5235 100,0 100,0

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores

Gráfico 16. Frecuencia de la variable Edad

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores.

Análisis: Siendo una de las variables no binarias dentro de este caso de

estudio la edad tiene un peso regular sobre la red bayesiana, si bien es cierto la

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diabetes se da con una escala de mayor frecuencia en personas pasadas de los

40 años, sin embargo no se puede obviar la clasificación constitucional que se la

da a las personas al cumplir cierta rango de edades, al pertenecer al grupo de

adulto al pasar los 18 años y considerándose adultos mayores pasado los 65 años,

por lo que no se tendrá una diferencia de edades y causas muy relevantes, cabe

destacar que no se incluyó a personas menores de edad, ya que no fueron objeto

de estudio en el desarrollo de la base de datos raíz obtenida del INEC.

Tabla 11. Tabla de frecuencias de la variable Alimentación

Alimentación

Frecuencia Porcentaje

Porcentaje

válido

Porcentaje

acumulado

Válido Balanceada 3353 64,0 64,0 64,0

Regular 1780 34,0 34,0 98,1

Sin_Control 102 1,9 1,9 100,0

Total 5235 100,0 100,0

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores

Gráfico 17. Frecuencias de la variable Alimentación

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE Elaborado por: Autores

Análisis: Se puede apreciar que frente a las irregularidades que presentan en

el exceso de colesterol las personas afirman en su gran mayoría tener una

alimentación balanceada, cosa que nos da a suponer que no tienen claros los

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conceptos de alimentación y nutrición, por lo que los valores presentados en este

apartado fueron analizados en conjunto con el experto con el fin de llegar a un

acuerdo neutral de los datos, sin que haya tanto desfase e irregularidad en la

realidad de la información, siempre y cuando este método sea avalado y verificado

por métodos científicos veraces, como lo es el caso del resultado del meta análisis

y la opinión del experto en el área.

Tabla 12. Tabla de frecuencia de la variable actividad física.

Actividad_Fisica

Frecuencia Porcentaje

Porcentaje

válido

Porcentaje

acumulado

Válido Con_frecuencia 1011 19,3 19,3 19,3

Ocasionalmente 645 12,3 12,3 31,6

Sedentarismo 3579 68,4 68,4 100,0

Total 5235 100,0 100,0

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores

Gráfico 18. Frecuencia de la variable actividad física.

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores.

Análisis: Siendo uno de los factores de riesgo más importantes la actividad

física muestra un grado de riesgo bastante elevado, al ser su estado de mayor

peso el sedentarismo, uno de los principales problemas en cuanto a

enfermedades suele relacionarse, sin embargo es un perfecto caso de estudio, al

poder medir que tanto afecta nuestro diario vivir en la obtención de enfermedades

como la distes, al tener un porcentaje del 68.4% se puede aludir que las personas

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al menos en su gran mayoría no hace cuidado de su salud por medio de

ejercitación corporal, asumiendo que esa gran mayoría puede estar propensa a

enfermedades.

Tabla 13. Tabla de frecuencia de la variable ulceras.

Ulceras

Frecuencia Porcentaje

Porcentaje

válido

Porcentaje

acumulado

Válido cicatriza 252 4,8 4,8 4,8

no_cicatriza 26 ,5 ,5 5,3

No_padece 4957 94,7 94,7 100,0

Total 5235 100,0 100,0

Fuente: Autores

Elaborado por: Autores

Gráfico 19. Frecuencia de la variable ulceras.

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE Elaborado por: Autores

Análisis: Para la correcta explicación de este nodo que en el red bayesiana

hace el papel de síntoma, y esto se debe que es muy común que una persona que

padece de diabetes presente constantes ulceras el cuerpo, sin embargo que las

distingue de otras enfermedades, pues es su constante aparición y que si es

problema de azúcar en la sangre estas no cicatrizan, si no que se mantienen en

su estado de afectación viva, sin embargo podemos denotar gracias a la tabla de

frecuencias que solo el 0.5% de personas padecen de esta causa, hay otro 4.8%

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que padece de ulceras pero cicatrizan de manera normal, por lo que su

procedencia podría estar relacionada con otra enfermedad o agente bacteriano.

Tabla 14. Tabla de frecuencia de la variable glucemia.

Glucosa (Agrupada)

Frecuencia Porcentaje

Porcentaje

válido

Porcentaje

acumulado

Válido Hipoglucemia 16 ,3 ,3 ,3

normal-alta 3112 59,4 59,4 59,8

Hiperglucemia 2107 40,2 40,2 100,0

Total 5235 100,0 100,0

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores

Gráfico 20. Frecuencia de la variable glucemia.

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE Elaborado por: Autores

Análisis: El factor más relevante dentro de esta investigación que a pesar de

que su presencia depende de que se presenten otros factores es el más

importante en este caso, ya que es el que determina si una persona padece o no

padece de diabetes, siendo este proceso comprobado por otras de las variables

de grupo de pruebas, quienes afirmaran si una persona consta de un nivel elevado

de azúcar en la sangre. Posterior a la prueba es que se identificaron estos valores

presentes, que dieron como resultado que el 40.2% de las personas encuestadas

padecen de niveles elevados de azúcar, a lo que denominamos hiperglucemia.

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Etapa de correlación

Durante esta etapa luego de obtener los pesos de cada variable de manera

individual, y ya modelada la red bayesiana, se procede a correlacionar las

variables identificadas y que independientemente de su peso son causas o

consecuencias de otras, formando un caso probabilístico para cada evento de la

variable.

Gráfico 21. Correlación en Elvira de la variable colesterol.

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores.

Análisis: Se muestra la variable colesterol con sus tres estados que son alto,

limite-alto, normal, los valores apreciados son los valores finales tras la aplicación

del teorema de bayes para cada posible relación que se presente, siendo las

variables aledañas involucradas en la causa de este nodo la actividad física,

alimentación, genética y la obesidad.

Sin embargo, se puede observar que se crea un caso para cada interacción

posible, siendo estas iteraciones eventos que pueden presentarse en la vida real.

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Inferencia de pesos y afectación de eventos en red

bayesiana

Como caso de prueba se ejecutarán un posible evento al azar la cual presenta

síntomas relacionados con la diabetes, haciendo la respectiva simulación, con el

fin de obtener resultados de un caso real.

Gráfico 22. Red bayesiana con factores de incidencia

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores.

Al encender ciertos nodos al azar vemos variar los porcentajes a priori, esto se

debe a la causa que genera esa variación frente a las otras variables, para este

evento tenemos el caso de una personas, que es afroamericana, tiene una

alimentación balanceada, su nivel de colesterol se encuentra dentro del límite-alto,

no presenta signos de obesidad, sin embargo tiene antecedentes con familiares

que poseen diabetes, carece de alteraciones hormonales sin embargo no se ha

realizado una prueba para ver si tiene diabetes o no, dando como resultado un

63% de acierto en que su cuerpo carezca de resistencia a la insulina, la misma

que producirá que el cuerpo no regule de manera adecuada los niveles de azúcar,

ocasionando hiperglucemia, siendo esta el nodo de causa mayor en la detección

de diabetes, seguido de síntomas como visión borrosa y ulceras que se dan en

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este evento, dando un porcentaje de 79% de padecer diabetes, frente a un 21%

de no padecer, siendo este evento un valor difuso entre el que puede y no puede

ser, aun habiendo un porcentaje mayor de incidencia

Mapa Cognitivo difuso en Mental Modeler

El mapa cognitivo difuso consta de 11 nodos causales que pueden contener

relaciones positivas y negativas que van desde -1 a 1, entre los nodos causales

tenemos:

Tabla 15. Descripción de relaciones causales

Nombre Peso causal

Edad con sedentarismo 0.26

Edad con Resistencia Insulina 0.08

Sedentarismo con obesidad 0.48

Genética con obesidad 0.60

Genética con Resistencia Insulina 0.23

Colesterol con Resistencia Insulina 0.23

Obesidad con Colesterol 0.89

Resistencia_Insulina con Aumento

Glucemia

0.98

Aumento Glucemia Diabetes Mellitus 1

Hipertensión con Diabetes Mellitus 0.29

Antecedentes cardiovasculares con

Diabetes Mellitus

0.26

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores.

Análisis: La relación de los nodos incluidos en el MCD son los que se

consideraron más relevantes de la demostración antes impuesta con la red

bayesiana, así como sus respectivos valores de relacionales.

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Gráfico 23. MCD Factores relacionados con la diabetes

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE.

Elaborado por: Autores.

Para el correcto análisis de los posibles eventos se crea la matriz de

adyacencia, la misma que lleva definidos cuales son los pesos de las relaciones

entre variables.

Con el fin de facilitar la explicación se codificada cada nodo, anteponiendo la

letra N de nodo y el número que lo identifica.

N1= Diabetes Mellitus

N2= Resistencia_Insulina

N3= Obesidad

N4= Aumento_Glucemia

N5= Sedentarismo

N6= Edad

N7= Genética

N8= Colesterol

N9= Hipertensión

N10= Antecedentes cardiovasculares

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Gráfico 24. Matriz de adyacencia Factores relacionados con la Diabetes

NODOS N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10

N1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

N2 0 0 0 0.98 0 0 0 0 0 0

N3 0 0.48 0 0 0 0 0 0.89 0 0

N4 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

N5 0 0 0.48 0 0 0 0 0 0 0

N6 0 0.08 0 0 0.26 0 0 0 0 0

N7 0 0.23 06 0 0 0 0 0 0 0

N8 0 0.23 0 0 0 0 0 0 0 0

N9 0.29 0 0 0 0 0 0 0 0 0

N10 0.26 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores.

Con la matriz de adyacencia ya definida se elabora un respecto escenario,

aplicando un peso de activación sobre cada variable, siendo este peso el valor

que idéntica la cantidad de procedencia que contiene X persona de X variable

selecciona.

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Gráfico 25. Sistema de inferencias MCD

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores.

Análisis: Para el caso simulado se han agregado valores al azar impuestos

por el experto, con el fin de medir la efectividad del modelo, si se observa es un

caso donde X persona no presenta, afectación por edad, problemas por razones

hereditarios, hipertensión y tampoco antecedentes cardiovasculares, sin embargo

esta afectado por la obesidad, quien eleva de manera considerable el colesterol e

influyendo directamente sobre la resistencia de insulina, la misma que a su vez

afecta en la regulación de glucosa, causando diabetes.

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CAPÍTULO IV

RESULTADOS CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El capítulo presente contiene los resultados obtenidos a través de las diferentes

técnicas, herramientas y modelos utilizados en la investigación.

RESULTADOS

Como resultado del proceso de determinación de pesos causales a través del

teorema de Bayes se tiene un sistema de inferencias cuyos valores a priori reflejan

la probabilidad en su estado neutro de padecer la enfermedad, como se observa

en el siguiente gráfico los nodos contienen pesos desequilibrados, donde la

probabilidad mostrada es el resultado de los datos existentes (base de datos

INEC), concluyendo en el siguiente modelo.

Gráfico 26. Sistema de Inferencia de la red Bayesiana

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores.

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Donde se denota que, tras el análisis de los respectivos síntomas, enfermedades,

factores de riesgo, entre otros, tenemos una probabilidad a priori del 86% es decir

que de un total de 5235 personas que conforman la población objetivo 5235*0.86

= 4502 tienen la probabilidad de estar padeciendo de diabetes, frente a un

5235*0.14= 733 tienen la probabilidad de no padecer diabetes.

Para validar este proceso se elige al azar una persona perteneciente a la base de

datos, sin criterios de selección, se tiene que: 1. No es afroamericana, 2. Tiene

una alimentación sin control, 3. Padece de colesterol elevado, sin embargo, 4. No

presenta síntomas de obesidad, 5. ni antecedentes familiares. 6. Presenta

problemas oculares, su visión se ha deteriorado.

Al hacer presente estos sucesos se tiene que nodos como la alimentación dan

paso a la presencia de colesterol elevado, la misma que a su vez se ve afectado

al presentar sedentarismo, a esto se le incluyen el resto de probabilidades a priori

dadas tras el análisis de la base de datos se tiene que la probabilidad de padecer

diabetes es del 78%.

Gráfico 27. Primer caso de prueba tras la presencia de 6 sucesos.

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores.

Dado que la presencia y ausencia de algunos factores al entrar en acción,

automáticamente causa la alteración de probabilidad en los nodos aledaños, nos

damos cuenta que en relación al valor a priori hubo un descenso en el posible

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caso de padecer diabetes, sin embargo lo fundamental y valorado de este modelo

es permitir experimentar posibles eventos que puedan presentarse, como ejemplo

ilustrativo se tienen que a ese resultado se le descarta la presencia de ulceras,

siendo este uno de los síntomas habituales y comunes que suelen presenciarse

tras padecer de diabetes, Obteniendo como resultado lo que refleja el siguiente

gráfico:

Gráfico 28. Segundo caso de prueba tras la presencia de 7 sucesos.

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores.

Se aprecia que la probabilidad de padecer diabetes decayó considerablemente al

no presenciar ulceras en el cuerpo, dejando el modelo experimental con una

probabilidad de 26% de padecer diabetes frente a un 74% de no padecer.

Para el caso del mapa cognitivo difuso dado los pesos causales dan como

resultado una tabla de adyacencia, siendo esta la matriz donde se manifiestan los

valores causales correspondientes a cada nodo.

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Gráfico 29. Matriz de Adyacencia

NODO

S N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10

N1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

N2 0 0 0 0.98 0 0 0 0 0 0

N3 0 0.48 0 0 0 0 0 0.89 0 0

N4 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

N5 0 0 0.48 0 0 0 0 0 0 0

N6 0 0.08 0 0 0.26 0 0 0 0 0

N7 0 0.23 0.6 0 0 0 0 0 0 0

N8 0 0.23 0 0 0 0 0 0 0 0

N9 0.29 0 0 0 0 0 0 0 0 0

N10 0.26 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores.

Dando como resultado un entorno de simulación a través de sistema inferencial,

donde al igual que las redes bayesianas cada nodo se verá influenciado por sus

nodos aledaños, con la diferencia que los mapas cognitivos difusos ejercen un

peso de obtención determinístico es decir que se puede buscar el mejor escenario

ajustando los pesos de los factores en cuestión, planteando posibles soluciones

con el fin de solventar un problema.

A continuación, se ingresarán vectores de estímulos, con el fin de determinar los

nodos que carecen de gran influencia sobre la causalidad de la enfermedad en

cuestión.

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Gráfico 30. Estimulación tras la Activación del nodo Resistencia a la Insulina

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores.

Escenario 1. Tras la activación del nodo resistencia a la insulina, ejerciendo una

probabilidad de obtención de 0.4, tenemos un crecimiento símil con una

probabilidad de 0.38 en la barra que representa la enfermedad de la diabetes,

corroborando que se encuentra fuertemente influenciado por este nodo.

Gráfico 31. Segundo Escenario en MCD

Fuente: Base de datos del INEC, encuesta SABE

Elaborado por: Autores.

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Escenario 2. Se tiene que X persona tiene el colesterol elevado con una

probabilidad de 0.4, sabiendo que en su familia existen antecedentes con la

obtención de diabetes, heredándola 3 de cada 10 personas, por lo que la

probabilidad de que padezca de diabetes por motivos genéticos es de 0.3, de igual

manera en su caso las personas que padecen de diabetes también padecen de

hipertensión teniendo una probabilidad de que se presente este factor de 0.3,

compensado dicho pronostico con una probabilidad negativa de -0.5 al realizar

ejercicio físico ocasionalmente eliminando el sedentarismo, resultando una

probabilidad de -0.06 de padecer de obesidad, y finalmente debido a los factores

ya mencionados se presenta un alza en los niveles de azúcar (glucemia) dando

paso a la resistencia de insulina con un 0.09 concluyendo con una probabilidad de

presentar diabetes de 0.17.

Dado que el objetivo de este proyecto es la ayuda en la toma de decisiones, no se

ha planteado una solución ni se ha definido un vector ideal, pero se han logrado

identificar qué factores como la obesidad, los problemas hormonales, el colesterol,

el estilo de vida y alimentación son los factores fundamentales sin incluir la

resistencia a la insulina (Causa directa), que dan nacimiento a la presencia de esta

enfermedad mortal como lo es la diabetes mellitus.

CONCLUSIONES

Tras aplicar los dos modelos multi-criterios, se amplió el conocimiento de estas de

estas herramientas que forman parte de la inteligencia computacional. Se

determinó que estos dos modelos, dirigen a un resultado en común, donde las

redes bayesianas se caracterizan por:

Permitir representar al unísono la dimensión cualitativa y cuantitativa de un

problema en un entorno gráfico inteligible.

Pueden trabajar con datos perdidos de una manera eficiente, algo que en

la práctica es deseable.

Permiten reducir el sobre ajuste de los datos.

Posibilitan el descubrimiento de la estructura causal subyacente en un

conjunto de datos.

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Representan toda la información en un único formato (probabilístico y

gráfico) lo que hace sencillas las interpretaciones, permite retractarse de

conclusiones obtenidas con anterioridad ya que no son razonables a la luz

de nuevas evidencias, proporcionan una visión general del problema,

generan un conjunto de alternativas ordenadas y facilita la explicación de

las conclusiones.

Permiten realizar inferencias bidireccionales; esto es, desde los efectos a

las causas y desde las causas a los efectos, etc.

Mientras que los mapas cognitivos difusos:

Permite el manejo de relaciones causales positivas y negativas en un

rango de [-1 a 1].

Analizar los escenarios para determinar el vector ideal.

Su aplicación resulta recomendable para los dominios donde los conceptos

y las relaciones son fundamentalmente difusos como la política, la historia,

la planificación estratégica, etcétera.

Siendo el objetivo fundamental de este caso de estudio la ayuda en la toma de

decisiones, partiendo de posibles sucesos o factores que habitualmente son

ignorados, pero que pueden representar un posible fallo en el diagnostico

estipulado, se concluye que las redes bayesianas es el modelo óptimo para

representar este tipo de situaciones, permitiendo analizar la enfermedad como un

todo, donde se desmenuzan las posibles causas y efectos, que estén involucrados

directa o indirectamente con la enfermedad, y dando como resultado un sistema

legible.

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RECOMENDACIONES

Realizar nuevos estudios sobre el uso y la implementación de estos

modelos ya que día a día se construyen nuevas investigaciones donde se

aplican estas técnicas en distintas áreas.

Emplear el modelo propuesto en la toma de decisiones clínicas de los

endocrinólogos.

Utilizar las redes bayesianas juntamente con sistemas expertos, con la

finalidad de crear un modelo hibrido, aprovechando las ventajas de ambos,

fusionando la incertidumbre que maneja las redes bayesianas con los

procesos de aprendizajes autónomos.

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Anexos

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

Anexo 1.

Valoración del Juicio de Experto

Nombre Valores Observaciones

Índice de masa

corporal

18.50 - 24.99

25.00 - 29.99

30.00 - 34.99

35.00 - 40.00

>40.00

Peso Normal

Sobrepeso

Obeso: Tipo I

Obeso: Tipo II

Obeso: Tipo III

IMC = peso [kg]/ estatura [m2]

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Colesterol Total

<200 mg/dl

200 a 239 mg/dl

240 mg/dl o más

Deseable

En el límite alto

Alto

Incluye colesterol de lipoproteína de baja

densidad (LDL) y el colesterol de lipoproteína

de alta densidad (HDL)

Edad >65

[18-64]

Adulto Mayor

Adulto

Suele ser presentado con mayor frecuencia

en adultos mayores.

Anemia

Inferior a 14 g/dL de

sangre

Inferior a 12 g/dL de

sangre

Hombres

Mujeres

El diagnóstico de anemia se realiza con los

valores de hemoglobina en la hematología

Astenia

primaveral

Padece

No padece

Ya se encuentra determinada en la base de

datos.

Otras

enfermedades

hormonales

Amilina

Glucagón

La epinefrina Cortisol

Padece

No Padece

Enfermedades hormonales que influyen para

mantener el equilibrio de azúcar en la sangre.

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Pancreatitis Padece

No padece

Diagnosticada en la base de datos.

Embarazo Presenta

No presenta

Ocurre porque las hormonas bloquean el

trabajo de la insulina.

Fatiga Presenta

No presenta.

Siendo un signo que se presenta al padecer

de azúcar en la sangre.

Pérdida de peso

Presenta

No presenta

Signo que se presenta al padecer Diabetes.

Ulceras

Padece

No padece

Signo que se presenta al padecer Diabetes.

Aumento ganas

orinar

Padece

No padece

Signo que se presenta al padecer Diabetes.

Sed Excesiva Padece

No padece

Signo que se presenta al padecer Diabetes.

Visión borrosa Padece

No padece

Signo que se presenta al padecer Diabetes.

Entumecimiento

extremidades

Padece

No padece

Signo que se presenta al padecer Diabetes.

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Aumento apetito Padece

No padece

Signo que se presenta al padecer Diabetes.

Resistencia

Insulina

Padece

No padece

Depende de los niveles de glucosa en la

sangre.

Glucemia 70 a 100 mg/dl

>140 mg/dl

Sin Diabetes

Con diabetes

Factor fundamental, siendo determinado en

ayunas.

Presión Arterial

120-129/80-84

130-139/85-89

>=140/>=90

Normal

Limite alto

Hipertensión

Forma parte de las enfermedades

relacionadas que se presentan

Diabetes

Gestional

Padece

No padece

Se presenta durante el embarazo tras el

aumento de glucosa en la sangre.

Diabetes Mellitus Padece

No padece

Enfermedad del caso de estudio.

Juicio de Experto Avalado por:

…………………………………………………….

Dr. José Luis Brito Sandoval, MSc. Especialista en endocrinología.

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

Anexo 2. Tabla de Mata-análisis

N° TITULO RESUMEN AUTOR 1 AUTOR n PALABRA CALVE 1

PALABRA CLAVE 2

PALABRA CLAVE n

TIPO DE SOFTWARE UTILIZADO

1 Redes Bayesianas aplicadas

a la Medicina

El profesor David Sackett definía la medicina Basada en la evidencia (MBE) como "el uso consciente, explícito y juicioso de la mejor evidencia científica disponible para tomar decisiones sobre los pacientes". Estas palabras, cargadas de sentido común y espíritu crítico, no eran una simple declaración de buenas intenciones, sino se convirtieron en la génesis del revolucionario paradigma de la práctica médica en que se ha dirigido la MBE. En su propósito por obtener la mejor evidencia posible, el ejercicio de la MBE se ha fundamentado en el método científico, al que considera el mejor "instrumento" para comprender la realidad y expresarla de manera sistemática, inteligible y cinética. Eso sí, sin olvidar ni desdeñar los conocimientos adquiridos por los profesionales de la medicina en sus años de ejercicio. De Hecho, el principal objetivo de la MBE es integrar la experiencia de los distintos profesionales con la mejor evidencia científica disponible, en aras de mejorar el proceso de toma de decisiones clínicas. Para conseguir este propósito se han creado diferentes entes

Jose Antonio Férez Rubio

_ Teorema de

Bayes Redes

Bayesianas Medicina Elvira, draw.io

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matemáticos entre los que se encuentran las Redes Bayesianas, que se han convertido en unas de las "herramientas" más valiosas en el proceso de la toma de decisiones.

2 Explicación en redes bayesianas causales aplicaciones médicas

Las redes bayesianas constituyen una metodología para la construcción de sistemas expertos que surgió en la década de los 80 y se ha expandido notablemente en los últimos años. Su principal cualidad es que realizan el tratamiento de la incertidumbre a partir de un modelo causal probabilístico. Sin embargo, para que una red bayesiana pueda considerarse como verdadero sistema experto, hace falta que pueda explicar su proceso de razonamiento. Proporcionar la explicación de las conclusiones de los sistemas basados en la toma de decisiones permite que el usuario del sistema comprenda por qué y cómo se han obtenido dichos resultados, cómo funciona el sistema, etc. En particular, la capacidad de explicación es especialmente necesario en el campo de la medicina. Hasta ahora, sin embargo, no existe una teoría que permita encontrar una solución completa para el problema de la explicación, sino soluciones puntuales para casos concretos. Si queremos que las redes bayesianas tengan una amplia aceptación en la vida cotidiana, hay que dotarles de una capacidad de explicación potente y amigable. En los sistemas basados en búsqueda de heurística (MYCIN, XPLAIN, BLAH) se explica la forma en la que el sistema ha obtenidos sus conclusiones; sin embargo en los sistemas probabilísticos (NESTOR, INSITE) se hace más hincapié en el contenido de la base de conocimiento. Por ello, el primer objetivo de esta tesis será el desarrollo de una capacidad de explicación para redes bayesianas en la que se sinteticen y mejoren los trabajos sobre explicación tanto en sistemas heurísticos como en redes bayesianas, especialmente redes bayesianas causales. El segundo de los objetivos es la aplicación de las ideas desarrolladas a la construcción de un sistema experto para el diagnóstico de cáncer de próstata.

Carmen Lacave Rodero

_ Teorema de

Bayes Redes

Bayesianas Medicina

ELVIRA, PROSTANET

3 The Extended Hierarchical Linguistic Model in Fuzzy

Cognitive Maps

Los mapas cognitivos borrosos permiten el modelado de causalidad multi-experto usando valores lingüísticos de 2 tuplas para mejorar la precisión de la informática con palabras procesos relacionados con enfoques simbólicos clásicos. Los expertos proporcionan relaciones causales de acuerdo con su conocimiento, porque pueden tener diferentes antecedentes o experiencias. Parece lógico que puedan usar diferentes

Maikel Leiva Vásquez

Eduardo Santos Baquerizo, Miriam Peña González,

Lorenzo Cevallos Torres, Alfonso

Guijarro Rodríguez.

Fuzzy Cognitive Maps

CWW ELH, Non-functional

requirement _

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escalas para expresar sus modelos mentales En este trabajo, proponemos un nuevo método para extendiendo mapas cognitivos borrosos, usando el paradigma de computación con palabras y el modelo lingüístico jerárquico ampliado que permite modelar causal relación con la información lingüística, donde los expertos utilizarían escalas lingüísticas para expresar relaciones causales. Se muestra un ejemplo ilustrativo para demostrar la aplicabilidad del método propuesto en el modelado de dependencias entre requisitos no funcionales.

4

APLICACIÓN Y COMPARACIÓN DE METODOLOGÍAS

MULTICRITERIO (AHP Y FUZZY LOGIC) EN LA

SELECCIÓN DE TECNOLOGÍA

POSTCOSECHA PARA PEQUEÑOS

PRODUCTORES DE CACAO.

Ecuador suministra el 70% de la demanda especializada en cacao (Theobroma cacao) del tipo “fino y de aroma” a nivel mundial, empleado en la elaboración de chocolates de alta calidad. En esta tesis, se define un modelo de decisión de tecnología post cosecha adaptada a los pequeños productores (59% de la producción ecuatoriana), aplicando dos tipos de modelos multicriterio que incluyen como criterios: calidad, costo de transformación y capacidad de adopción tecnológica. Para llegar a este resultado, se realizó de manera preliminar una evaluación de las tecnologías aplicadas en post cosecha considerando exclusivamente el criterio de calidad, evaluándolo por medios estadísticos. Luego se aplicaron las metodologías Análisis Jerárquico de Procesos (AHP por sus siglas en inglés) y Lógica Difusa, considerando todos los criterios citados anteriormente. Aplicando los tres criterios, se determinó que la tecnología post cosecha que mejores resultados obtiene, por ambas metodologías multicriterio aplicadas, es la de fermentación en montón y secado en tendal. Se destaca finalmente que la metodología multicriterio permite alcanzar soluciones que se aproximan a la realidad en la forma en que los pequeños productores de cacao toman decisiones.

Lenin Vera Montenegro

_ Lógica Difusa Análisis

Jerárquico de Procesos

Cacao, Post cosecha

Expert Choice, Matlab, software

fuzzy logic

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5 Las redes bayesianas como herramientas de modelado

en psicología

Cada vez son más numerosas las investigaciones que trabajan con un amplio número de variables donde existen relaciones complejas entre ellas. Las redes bayesianas son herramientas estadísticas surgidas en el campo de la Inteligencia Artificial que nos permiten afrontar situaciones de investigación de estas características. Una red bayesiana es un grafo dirigido acíclico que codifica relaciones probabilísticas de dependencia e independencia condicional y que actualiza el modelo con base en las evidencias muestrales mediante la regla de Bayes. Este artículo describirá los principios matemático-estadísticos esenciales de las redes bayesianas y las ventajas que tienen frente a otras herramientas multivariantes. Finalmente, revisaremos las aplicaciones, que desde la Psicología, se han aportado, así como se describen sus usos potenciales. Palabras clave: Redes bayesianas; sistemas expertos; estadística bayesiana y modelado estadístico.

Jorge López Puga

Juan García García, Leticia de

la Fuente Sánchez, Emilia Inmaculada de la Fuente Solana

Redes Bayesianas

Sistemas expertos

estadística bayesiana y modelado estadístico

_

6

Mapas cognitivos difusos para la selección de

proyectos de tecnologías de la información

En el campo de la informática administrativa resulta de gran importancia evaluar los sistemas de información que le darán soporte a los procesos y las metas. Para lograr la alineación de estos sistemas, que formarán parte del portafolio de proyectos de tecnologías de la información de la organización con estrategias, es necesario modelar y analizar los procesos y las metas a los que se les darán soporte. En este artículo se presenta un modelo para la selección de proyectos de tecnologías de la información basado en el análisis de la arquitectura empresarial a partir del modelado empresarial, el cual se apoya en el modelado de las relaciones causales existentes entre los distintos elementos de la organización empleando mapas cognitivos difusos. Este enfoque facilita la evaluación y selección de proyectos con vistas a alcanzar el estado objetivo de la arquitectura empresarial. El modelo

Maikel Y. Leyva Vázquez

Karina Pérez Teruel, Ailyn

Febles Estrada, Jorge Gulín González

portafolio de proyectos

mapas cognitivos

difusos

selección de proyectos, modelado

empresarial, arquitectura empresarial.

-

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propuesto brinda una alternativa o complemento a los métodos existentes de evaluación de proyectos de tecnologías de la información; para ejemplificar lo anterior se muestra un caso de estudio que describe la aplicación del modelo a una organización de servicios profesionales para planificar la trasformación de la arquitectura empresarial de la organización.

7

Modelo para el análisis de escenarios en tráfico

vehicular mediante mapas cognitivos difusos

El presente proyecto Investigativo aborda un tema que involucra especialmente al sector social, en relación al tráfico terrestre en la ciudad de Guayaquil. El objetivo principal planteado consta en analizar los requerimientos para el sistema de visualización de tráfico que permita brindar alternativas de calles o avenidas que no tengan mucha congestión al momento de dirigirse hacia un determinado lugar dentro de la ciudad.

José Humberto Veintimilla Loor

_ Mapas cognitivos

difusos Sistemas expertos

- Mental modeler

8 Oxidative Stress, Diabetes,

and Diabetic Complications

A través de hiperglucemia, hiperlipidemia, hipertensión y dyshomeostasis de hierro posible, diabetes induce estrés oxidativo que causa daño a múltiples órganos, lleva a varias complicaciones. Por lo tanto, la terapia antioxidante puede ser un enfoque interesante para prevenir la diabetes y las complicaciones diabéticas.Metalotioneínas como un potente antioxidante se encontraron significativamente proteger el corazón y los riñones contra cambios fisiopatológicos inducidos por la diabetes. Zinc como un importante elemento de rastro y una metalotioneína inductor fue encontrado para tener la misma función protectora. Diabetes disminuir sistema defensivo, incluyendo la reducción de factor de crecimiento, suplementación exógena de factor de crecimiento fibroblástico (FGF) previno daño oxidativo cardíaco inducidos por la diabetes significativamente y debilitación de cicatrización de heridas. Estos estudios sugieren que los agentes protectores como metalotioneína, FGFs y zinc juegan un papel importante en la prevención de la diabetes y las complicaciones diabéticas.

Wei Wei

Qiuju Liu, Yi Tan, Lucheng Liu,

Xiaokun Li, and Lu Cai

Diabetes Oxidative stress

Metallothionein, Zinc, Fibroblast

growth factors

_

9 Modelo de ayuda a la toma

de decisiones en mapas cognitivos difusos

Los mapas cognitivos difusos (MCD) constituyen una técnica que ha recibido una creciente atención debido a sus posibilidades para la representación de la causalidad. Sin embargo persisten un conjunto de dificultades que limitan su

Maikel Y. Leyva Vázquez

_ Mapas cognitivos

difusos Toma de

decisiones Sistemas expertos.

Ingeniería de software

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utilización en la ayuda a la toma de decisiones, relacionadas fundamentalmente con la agregación de múltiples MCD, la determinación de los nodos más importantes, la realización del razonamiento orientado a metas y el ordenamiento de los distintos escenarios. En el presente trabajo se propone un modelo para la toma de decisiones (FCM-Fusion) basado en el uso de los MCD como técnica de inferencia causal y operadores de agregación para evaluar las distintas alternativas. Su implementación posibilita aumentar la aplicabilidad y fiabilidad de esta técnica en la toma de decisiones. Se desarrolla un estudio de caso y varias aplicaciones apoyadas en una herramienta informática (FCM-Decisión). Se realizan además un experimento, la comparación con otros modelos existentes y se obtiene retroalimentación de los usuarios evidenciándose la correspondencia entre el objetivo y los resultados obtenidos.

10

Método numérico para la evaluación holística del

riesgo sísmico utilizándola teoría de conjuntos difusos

La teoría de conjuntos difusos ofrece un puente entre el procesamiento simbólico y el numérico que per-mite el uso de conceptos cualitativos útiles en el proceso de toma de decisiones relacionadas con la gestión del riesgo sísmico y, en general, con la gestión del riesgo de desastres. Su utilización en la evaluación del riesgo sísmico es necesaria en el caso en que los datos para aplicar un método de evaluación convencional del riesgo no estén disponibles o sean insuficientes. Una posible solución, considerada en este artículo, consiste en sustituir la información que falta por la opinión de expertos y en procesar las variables cualita-tivas y las calificaciones lingüísticas que se obtengan de dichas opiniones en lugar de valores numéricos. El procesamiento se realiza utilizando la teoría de conjuntos difusos. Para lograr una gestión eficaz, el riesgo se debe definir como las posibles consecuencias físicas, económicas, sociales y ambientales que pueden ocurrir en un período de tiempo determinado debido a fenómenos peligrosos. Desde esta perspectiva holística, y utilizando la teoría de conjuntos difusos, el método numérico propuesto calcula un nivel de riesgo físico y un nivel de agravamiento relacionado con las condiciones de fragilidad social y falta de resiliencia, para determinar un nivel de riesgo total. En el artículo se incluyen 2 ejemplos de aplicación del método propuesto y los resultados obtenidos se comparan con

M.L. Carreño A. H. Barbat, O.D.

Cardona conjuntos difusos

inteligencia computacional

enfoque heolístico,

evaluación del riesgo, riego

sísmico, vulnerabilidad

socioeconómica

_

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los correspondientes a un método convencional de evaluación holística.

11

La Lógica Difusa Aplicada a los Ratios Financieros en el

Sector Cooperativo del Ecuador

Al hablar de lógica difusa se debe deducir que está herramienta propone un horizonte más amplio que la lógica normal, permitiendo la utilización de la lógica cotidiana, dentro. Esta metodología busca una forma distinguida de obtener una respuesta a partir de información imprecisa o ambigua. El estudio tiene por objeto evaluar los ratios del segmento 1 de las Cooperativas de Ahorro y Crédito del Ecuador en un rango de bajo, estable y óptimo, mediante grados de pertenencia y variables lingüísticas que sustentan la conversión de los índices financieros a términos difusos. Para la elaboración del estudio se tomaron en consideración los principales ratios del sector cooperativo, basados en las metas del sistema CAMEL, los cuales a través de la función triangular de la lógica difusa obtienen grados de pertenencia donde se sitúan los ratios del segmento. Los resultados obtenidos en cuanto al índice de liquidez es ˂bajo˃ lo que podría significar poca disponibilidad de fondos. Por otra parte, los ratios de eficiencia financiera y estructura y calidad de activos se ubicaron en un nivel ˂estándar˃ lo que representaría solidez en ambos ratios. En tanto los índices de rentabilidad, cobertura de provisiones para cartera improductiva rentabilidad y eficiencia microeconómica alcanzaron los resultados esperados estableciéndose en un nivel ˂óptimo˃ lo que significaría que estos ratios se encuentran saludables.

Jaime Díaz Córdova

Edisson Coba Molina, Klever

Moreno Gavilanes, Edwin Santamaría Freire

Lógica Difusa Ratios

Financieros Variables

lingüísticas. AUTOCAD

12

EVALUACIÓN DEL RIESGO POST-SÍSMICO Y EL

EFECTO ADVERSO QUE PROVOCA EN LA

ACTIVIDAD HUMANA COMO ES EL IMPACTO

SOCIAL NEGATIVO, MEDIANTE TÉCNICAS DE

LÓGICA DIFUSA

El presente proyecto muestra la evaluación del impacto social causado por una actividad telúrica, en la cual se ha estudiado la incertidumbre que pasan los cantones por este evento, mediante técnicas de lógica difusa

Dayanara Barzola Vargas

Omar Rodríguez Chiqui

_

_

_

MATLAB

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13

APLICACIÓN DE LA LÓGICA DIFUSA EN EL

ÁMBITO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES

En este artículo se presenta la aplicación de una de las técnicas de Soft Computing, la lógica fuzzy o lógica difusa, al control de un sistema complejo y altamente no lineal como es un aerogenerador. Se describe el funcionamiento de estos sistemas eólicos, especificando las diferentes zonas de comportamiento que dan lugar a no linealidades difíciles de controlar por un solo regulador. Se han desarrollado los pasos necesarios para describir cómo se diseña y aplica un sistema basado en lógica difusa que se pueda aplicar a todas las zonas. Este controlador regula el ángulo de cabeceo y el par del aerogenerador. Se muestran resultados de simulación que validan la aplicabilidad de esta técnica inteligente para estos sistemas.

Matilde Santos Peñas

Edurne Miranda Suescun

inteligencia artificial

lógica difusa control fuzzy,

aerogeneradores

_

14

APLICANDO MAPAS COGNITIVOS DIFUSOS

APLICACIÓN A UN EJEMPLO SOCIO –

ECONÓMICO

Situaciones en que los seres humanos desarrollar sus tareas diarias son extremadamente complejos y dinámicos. En cada campo, el análisis de variables del sistema bajo consideración puede simplificarse si el sistema se concibe como un conjunto de conceptos, en un cambio en cada uno de ellos provocará cambios en el resto. En el análisis de un problema particular, la representación de conceptos en la forma de un mapa ayuda a sintetizar la información de detección de los principales conceptos que están relacionados con el problema. En estos casos, mapas cognitivos borrosos (FCM) son capaces de sintetizar gran parte de esta información. También con esta técnica es posible seguir la evolución de los conceptos a un estado de equilibrio y por lo tanto nos permiten estudiar la dinámica que lleva el paso de un estado a otro en la situación bajo revisión. Este documento describe la construcción y análisis de la técnica de mapas cognitivos borrosos a través de un ejemplo de aplicación de la economía. El objetivo es presentar una metodología apoyada por la FCM para analizar la evolución y el impacto en el sistema causando por el cambio en el valor de uno o más conceptos involucrados.

Lisandro Curia Andrea Lavalle Fuzzy Logic Dunamic Systems

Cognitive maps _

15

LA INCERTIDUMBRE Y LA SUBJETIVIDAD EN LA

TOMA DE DECISIONES: UNA REVISIÓN DESDE LA

LÓGICA DIFUSA

El objetivo de este artículo, es presentar, de manera introductoria, aspectos existentes que permiten relacionar la lógica difusa con la toma de decisiones. Se inicia con una breve explicación de los elementos básicos, en un proceso de toma de decisiones, enfatizando en el ambiente de incertidumbre y en los aspectos subjetivos presentes en el mismo. Posteriormente, se realiza un acercamiento a la lógica

Fabián Castiblanco Ruiz

_ Lógica Difusa Toma de

decisiones

ambientes de certeza,

ambientes de riesgo; ambiente

de incertidumbre,

función de

_

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difusa a través de algunos ejemplos, herramientas, conceptos generales y relaciones existentes con la incertidumbre y con la subjetividad, en general. Finalmente, se presenta un ejemplo y un listado de obras y trabajos realizados en torno a la toma de decisiones desde esta nueva lógica.

pertenencia, subjetividad

16

LA LÓGICA DIFUSA COMO HERRAMIENTA DE

EVALUACIÓN EN EL SECTOR UNIVERSITARIO

Este artículo presenta los avances parciales de una investigación sobre la aplicación de la Lógica Difusa en la valoración actitudinal en estudiantes universitarios. Circunscrita en el Paradigma Mixto, utiliza la Teoría Fundamentada, grupos de discusión y entrevistas, además de técnicas, instrumentos y procedimientos difusos, para generar, desde la perspectiva de una muestra intencional de dieciséis profesores expertos de la Universidad Politécnica Territorial “José Félix Ribas”, en Barinas, Venezuela, una aproximación a la valoración actitudinal que se realiza en este contexto. Los principales resultados hasta el momento, consisten en la definición de las actitudes relevantes del proceso de evaluación, su ponderación relativa y la escala difusa a utilizar en dicha valoración.

ASDRÚBAL ARROYO

NANCY TERESA Educación

universitaria lógica difusa

valuación del estudiante,

Valores sociales, Actitudes.

_

17

Aplicación de la lógica difusa tipo dos en una planta didáctica en control de procesos industriales,

respecto de las variables nivel y flujo

se presenta el uso de la lógica fuzzy tipo 1 y 2 para el control de procesos industriales, así como la implementación en un autómata programable industrial (PLC) y las comparaciones a través de los parámetros de desempeño EFC y IAE.

Gustavo Díaz Jesús López,

Eduardo Caicedo autómata

programable Lógica Difusa

Lógica Difusa tipo2, redes neuronales,

servidor OPC.

MATLAB, RSlink, RSlogix

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100

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Analysis of paradigm of artificial intelligence, model

for inteligent power management

El presente documento muestra la importancia del ahorro energético, así como la necesidad de diseñar modelos inteligentes que ayuden a dar un apoyo a la reducción del problema del consumo excesivo de la energía eléctrica. La herramienta principal para llegar a obtener un modelo inteligente son los paradigmas de inteligencia artificial, los cuales son modelos que se han diseñados para dar solución a muchos otros problemas de la ingeniería, en este caso se enfoca directamente en el tratamiento de datos y la visualización de un sistema para encontrar patrones que ayuden a hacer que el sistema se comporte de una manera adecuada, este comportamiento puede venir de datos previamente evaluados en auditorías eléctricas, o el modelo está diseñado para adquirir nuevos conocimientos de forma que al encontrar un patrón de consumo que no ponga en riesgo la estabilidad de la red eléctrica, este patrón puede ser consultado para hacer que el sistema se comporte igual en el futuro.

Mauricio Martinez

Edgardo Sanatana, Nicolas

Beliz Paradigmas

Inteligencia Artificial

eficiencia energética,

reglas, inferencia.

SCADA

19

Técnicas para la representación del

conocimiento casual: un estudo en Informática Médica

Frecuentemente en la medicina se busca descubrir y representar las relaciones causales entre variables de interés. Con el fin de representar computacionalmente el conocimiento causal se debe recurrir a grafos dirigidos. Existen dos técnicas fundamentales: las redes bayesianas y los mapas cognitivos difusos. En el presente trabajo se comparan ambas técnicas y se muestran la ventajas que presentan los mapas cognitivos difusos. Se sugiere la aplicación de los mapas cognitivos difusos en la medicina. Se muestra un procedimiento para la obtención de modelos causales. Se presenta un estudio de caso donde se muestra la aplicabilidad de la propuesta y las ventajas de los mapas cognitivos en la representación del conocimiento causal en una situación determinada. Se proponen trabajos futuros para extender el uso de los mapas cognitivos difusos.

Mikel Leiva Vásquez

Karina Pérez Teruel, Ailyn Febles, Jorge

Gulín

causalidad Redes

Bayesianas

Mapas Cognitivos

Difusos _

20

Redes bayesianas: una herramienta probabilística en los modelos de distribución

de especies.

Las redes bayesianas son un modelo probabilístico multivariante que permite trabajar con incertidumbre. En general, su aplicación en los modelos de distribución de especies es escasa y centrada en el tratamiento de datos discretos sin aprovechar toda su potencialidad. En este trabajo se estudian las redes bayesianas como una herramienta para resolver distintos problemas en los modelos de distribución de

R.F. Ropero P.A. Aguilera, A.

Fernández, R.Rumi

caracterización Clasificación

estadística multivariante,

modelos gráficos probabilísticos,

regresión

Elvira

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especies: clasificación, ca-rasterización y regresión. La posibilidad de trabajar con datos discretos y continuos simultáneamente, la variedad de problemas que pueden resolver, y la flexibilidad en la estructura del modelo, convierten a las redes bayesianas en una herramienta apropiada, en los modelos de distribución de especies, en particular y en Macro ecología, en general.

21

Análisis de la productividad mediante Redes bayesianas

PYME desarrolladora de tecnología

Las redes bayesianas (RB) son una herramienta de novedosa aplicación a la gestión de riesgos, en particular para modelar el riesgo operacional. Su uso para medir el riesgo operativo en el sector financiero ha encauzado grandes esfuerzos en desarrollar nuevos métodos de medir este tipo de riesgo que permitan mejorar la gestión interna de los procesos operativos. El aplicar redes bayesianas para modelar el riesgo operacional presenta la oportunidad de incorporar elementos cualitativos como la opinión de expertos en el proceso de seleccionar las variables de interés, definir la estructura del modelo por medio de sus dependencias de causalidad, así como la especificación de las distribuciones a priori y las probabilidades condicionales de cada nodo El objetivo del presente trabajo es aprovechar esta herramienta para poder llevar a cabo el análisis de la productividad de una PYME dedicada al desarrollo de tecnología.

Griselda Dávila

Fernando cruz, Agustín I. Cabrera,

Francisco Ortiz

Redes bayesianas

PYME análisis,

productividad GeNIe

22 Redes Bayesianas aplicadas a un modelo CFD del entorno de un cultivo en invernadero

Los avances en sistemas y recursos informáticos permiten desarrollar modelos para simular el comportamiento de los fluidos en invernaderos. Sin embargo, la predicción de los gradientes de masa y energía, en los invernaderos con el cultivo y ventilación natural, es difícil por la naturaleza estocástica del viento y las relaciones de dependencia entre la temperatura, CO2 y humedad relativa. Existen técnicas heurísticas, como las Redes Bayesianas, que ayudan a conocer las relaciones entre las variables que no pueden determinarse con herramientas estadísticas. El objetivo del presente estudio fue determinar la temperatura, concentración de CO2 y humedad relativa con respecto a la altura del cultivo, en un invernadero con ventilación natural, mediante Redes Bayesianas aplicadas a un modelo de Dinámica de Fluidos

Guillermo de la Torre-Gea

Oscar Delfín, Irineo Torres,

Genaro Zarazúa, Ramón Guevara,

Enrique Rico

CDF Flujo de aire

invernadero, Solanum

lycopersicum, ventilación

natural

ANSYS FLUENT V.14., Elvira

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Computacional. La Red Bayesiana permitió determinar los espacios del invernadero con condiciones ambientales adversas para el desarrollo del cultivo y los estados climáticos más probables, a partir de las relaciones entre las variables estudiadas.

23

Redes bayesianas aplicadas a las condiciones climáticas al interior de un invernadero

con ventilación Natural

La ventilación natural en invernaderos produce altas tasas de intercambio de aire; sin embargo, este comportamiento se produce cerca de las ventanas, lo que ocasiona un bajo intercambio de aire en la zona central del invernadero, debido a un efecto de estancamiento que reduce la distribución del viento en todo el invernadero. La predicción de los gradientes en un invernadero con ventilación natural es difícil de lograr, debido a la naturaleza inherentemente estocástica del flujo de aire. Las Redes bayesianas son técnicas numéricas de incertidumbre que se pueden utilizar para estudiar este problema. Se obtuvo un conjunto de datos experimentales: temperatura del aire, humedad del aire, velocidad del viento, y concentración de CO2 a uno y tres metros sobre el suelo, en el espacio de cultivo. El conjunto de datos fue discretizado y utilizado para desarrollar un modelo de Red Bayesiana que describe las relaciones entre las variables estudiadas. El modelo muestra las diferencias que nos permitan identificar el grado de dependencia de las variables, así como cuantificar su inferencia.

Alejandra Álvarez López

Oscar Delfín, Enrique Rico,

Guillermo De la Torre

Invernaderos Redes

Bayesianas Ventilación

Natura, clima Elvira

24 El mapa cognitivo en los

procesos de evaluación del aprendizaje

En este artículo se hace una revisión del mapa cognitivo de Reuven Feuerstein como instrumento de evaluación. El objetivo de este artículo, por lo tanto, es el análisis del mapa cognitivo en el marco de la evaluación, las ciencias cognitivas y su pertinencia como herramienta de uso en el aula de clase. Metodología: para el logro de ese objetivo se hizo una amplia revisión de la literatura en torno de la evaluación, la práctica de la calificación, los aportes de las ciencias cognitivas y los avances de la neurociencia, para concluir con el mapa cognitivo y un diseño propuesto para la sistematización de la información de acuerdo con los elementos del mapa cognitivo planteado por Feuerstein. Conclusiones: El mapa cognitivo es una herramienta de evaluación que responde a las necesidades de los estudiantes y al marco conceptual definido y aceptado por la comunidad académica. Las ventajas operativas del mapa cognitivo son evidentes a la luz de los avances del funcionamiento del cerebro y la mente en los procesos de aprendizaje.

William R. Aveñado

Abad E. Parada Mapa cognitivo evaluación aprendizaje, cognición,

neurociencia _

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25

Mental Modeler: una herramienta de modelado de

mapeo cognitivo de lógica borrosa para gestión ambiental adaptativa

El modelado participativo ha crecido en popularidad en los últimos años con el reconocimiento de que el conocimiento de los interesados es un componente esencial para la toma de decisiones informadas sobre el medio ambiente. Incluir a las partes interesadas en la creación y el análisis de modelos permite a los responsables de la toma de decisiones comprender componentes conceptuales importantes en los sistemas ambientales que se administran, genera confianza y comprensión común entre grupos potencialmente diversos de grupos en competencia y reduce la incertidumbre extrayendo información que de otro modo podría no ser parte de evaluación científica realizada solo por expertos. Sin embargo, actualmente no se cuenta con un software que facilite la integración y el análisis del conocimiento de los interesados en el modelado. En este artículo informamos sobre el diseño y el uso anticipado de una herramienta de modelado participativo basada en el mapeo cognitivo de lógica difusa (FCM) llamada 'Modelador mental' que explicita los modelos mentales de las partes interesadas y brinda la oportunidad de incorporar diferentes tipos de conocimiento en toma de decisiones ambientales, defina las hipótesis que se probarán y ejecute escenarios para determinar los resultados percibidos de las políticas propuestas.

Steven A. Gray Linda J. Cox, Sarah Henly-

Shepard Mental Modeler Mapa cognitivo _ Mental modeler

26 Mapas cognitivos

daprendizaje desde la vivencia espacial

El artículo integra los marcos teóricos de la Geografía de la Percepción y el aprendizaje significativo mediante una secuencia didáctica para la enseñanza de la cartografía en el curso Didáctica de los Estudios Sociales para educación Básica, de la carrera Diplomado en pedagogía con acento en I y II ciclos de la Educación general Básica, Universidad Nacional. El objetivo general se centró en analizar la utilidad del mapa cognitivo en la enseñanza de la cartografía, para contrastar con otros métodos tradicionales. Los resultados revelan que las configuraciones espaciales representadas en los mapas cognitivos se asemejan muy poco a las representaciones cartográficas convencionales, no obstante la metodología implementada produce aprendizaje significativo.

Iliana Araya Ramírez

Xenia Pacheco Soto

Geografía de la Percepción

Aprendizaje significativo

Secuencia didáctica, Mapa

cognitivo, Enseñanza de la

cartografía

_

27 Aplicación de métodos de

decisión multicriterio En este articulo se realizará una revisión delos métodos de decisión multicriterio discretos y de la formulación matemática

Belén Muñoz Manuel G. Roma Método de decisión

estudio informativo

método AHP, método VOKOR

Matlab

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discretos al análisis de alternativas en estudios

informativos de infraestructuras de transporte

de los mismos. De igual forma, se desarrolla una metodología de decisión basada en la aplicación secuencial en cascada de varios métodos de decisión, la cual, a modo de ejemplo, es aplicada al análisis de alternativas en estudios.

multicriterio discreto

28

LÓGICA DIFUSA PARA LA TOMA DE DECISIONES Y

LA SELECCIÓN DE PERSONAL

Este trabajo de investigación se enfoca en la lógica difusa. Identifica de qué manera sirve para la selección de personal y qué publicaciones relevantes existen acerca de su efectividad en el escenario empresarial. La revisión realizada se llevó a cabo a partir de una búsqueda en bases de datos especializadas. Se encuentra que la fuzzy logic puede ofrecer al proceso de selección de personal algo de certidumbre, en particular en la toma de decisiones que lo acompaña. Puede contribuir también en el proceso de identificación de la persona más adecuada para realizar un conjunto de actividades, de acuerdo, además, con su perfil psicológico. Su uso ayuda, en efecto, a disminuir la ambigüedad y la subjetividad inherentes a la decisión en estos procesos. Esto, dado que los resultados de las pruebas psicométricas y de las entrevistas no son discrecionales, ellas se acompañan, usualmente, de múltiples criterios de asignación de valor.

Ruvalcaba Coyaso

Francisco Javier Lógica Difusa Modelos

Matemáticos

Selección del personal, Toma de decisiones

_

29

Modelo para el análisis de escenarios basado en mapas cognitivos difusos: Estudio de caso en software biomédico

El análisis de escenarios mediante mapas cognitivos difusos constituye un enfoque que, aunque relativamente reciente, ha recibido una creciente atención. Una de las principales dificultades de esta técnica consiste en interpretar de un modo cuantitativo los resultados de la simulación de los distintos escenarios. En el presente trabajo se propone una metodología que hace uso de los operadores OWA sobre la noción de distancia para el ordenamiento de los escenarios. Un caso de estudio es presentado basado en el análisis de los casos de negocio en una organización que desarrolla software para la biomedicina

Maikel Leiva Vásquez

Karina Pérez, Ailyn Febles, Jorge Gulín

Anális de escenarios

mapas cognitivos

difusos

operadores OWA, modelos

causales, software

biomédico

_

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30

Metodología Para Medir Y Evaluar Las Capacidades De Innovación Tecnológica En

Instituciones Prestadoras De Servicios De Salud Bajo Un Enfoque De Lógica Difusa

El sector servicios en general ha tenido relevancia en los últimos años dada su contribución al desarrollo económico; particularmente respecto a los servicios de salud destacan en la literatura modelos que permiten entender las interacciones entre los agentes que conforman tal sector, así como estudiar la innovación en instituciones prestadoras de servicios de salud. No se han encontrado trabajos que presenten metodologías aplicadas a la evaluación de capacidades de innovación tecnológica en las IPS, que permitan un diagnóstico del estado de tales capacidades y que contribuyan al proceso de toma de decisiones estratégicas para el mejoramiento de la calidad de los servicios prestados. El propósito del presente trabajo es contribuir al desarrollo de tales metodologías, proponiendo una metodología que combina el análisis jerárquico con la ponderación lineal en ambos casos bajo un enfoque difuso para la evaluación de capacidades de innovación tecnológica en IPS.

Juan Carlos Botero Morales

_ análisis

jerárquico ponderacion

lineal

lócica difusa, capacidades de

innovación tecnológica,

istituciones de servicios de

salud.

_

31 Los métodos y procesos

multicriterio para la evaluación

El presente artículo tiene por objeto evidenciar las bondades que el método multicriterio otorga en las evaluaciones científicas que sean consistentes con un marco de racionalidad. Inicia haciendo referencia al método científico a través del cual el hombre trata de entender el mundo, construyendo uno artificial desde la ciencia. A continuación se reflexiona sobre el valor agregado que pueden proporcionar los métodos cualitativos al entregar una visión diferente del mundo, al tomar en consideración variables que no pueden ser expresadas cuantitativamente. Para finalizar se expone el método multicriterio como una herramienta útil para determinar el impacto de acciones a desarrollo sobre la sostenibilidad al incorporar los conflictos que existen entre objetivos económicos, ambientales y sociales, y entre distintos niveles de decisión en las evaluaciones científicas.

Alberto Grajales Quintero

Edgar D. Serrano, Christine Hahn

Método científico Métodos

cualitativos método

multicriterio _

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32 Lógica difusa, un punto de

vista

La teoría de lógica difusa ha sido utilizada en diferentes áreas, pero fue en ingeniería y específicamente en el área de control donde se hicieron las primeras aplicaciones, permitiendo introducir las percepciones humanas en los procesos reales. En general, los ingenieros no le han dado importancia a sus raíces, por lo que este trabajo examina y compara, a través de diferentes épocas, tanto el pensamiento occidental como el oriental de manera de poder presentar una visión no ingenieril de la lógica difusa. En el análisis se incluye tanto los pensamientos filosóficos de la antigua Grecia y de China, las cuales se desarrollaron en forma paralela aproximadamente 500 años A.C., como la influencia que dichos pensamientos tienen en la forma de razonar y en el comportamiento del ser humano. Las diferencias entre la forma de pensar resaltan el por qué la lógica difusa pudo penetrar de forma más rápida en Asia Oriental que en Occidente. Esta visión es importante y de gran ayuda para todos aquellos que implementan la lógica difusa en diferentes áreas de la ingeniería ya que permite conectar su aplicación con sus fundamentos.

Miguel Strefezza _ Lógica Difusa pensamiento

occidental pensamiento

oriental _

33

Safety and efficacy of non-vitamin K oral anticoagulants

in non-valvular atrial fibrillation: a Bayesian meta-

analysis approach

Introduction: Choosing between different non-vitamin K antagonist oral anticoagulants (NOACs) in non-valvular atrial fibrillation (NVAF) is difficult due to the absence of head to head comparative studies. We performed a Bayesian meta-analysis to explore similarities and differences between different NOACs and to rank treatments overall for safety and efficacy outcomes. Areas covered: Through a systematic literature search we identified randomized controlled Phase III trials of dabigatran, rivaroxaban, apixaban, and edoxaban versus adjusted-dose warfarin in patients with NVAF.

Paolo Verdecchia

Claudia Batolini, Valentina De

Filippo, Adolfo Aita, Letizia

Giacomo, Cristina Poltronieri,

Gregory YH lip, Gianpaolo Reboldi

apixaban _ _

MRC Biostatistics

Unit, Cambridge, UK

34

Network meta-analysis in health psychology and

behavioural medicine: a primer

El progreso en la ciencia y la práctica de la psicología de la salud depende de la síntesis sistemática de la evidencia psicológica cuantitativa. Los metanálisis de estudios experimentales han llevado a avances importantes en la

G.J. Molloy C. Noone, D. Caldwell, N.j

Welton, J.Newell _

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comprensión de las intervenciones de cambio de comportamiento relacionadas con la salud. Las preguntas fundamentales con respecto a tales intervenciones se han investigado sistemáticamente a través de la síntesis de evidencia experimental relevante usando procedimientos metaanalíticos estándar por pares que proporcionan estimaciones confiables de la magnitud, homogeneidad y posibles sesgos en los efectos observados. Sin embargo, estas síntesis solo proporcionan información sobre si los tipos particulares de intervenciones funcionan mejor que una condición de control o enfoques alternativos específicos. Para aumentar el impacto de la psicología de la salud en la formulación de políticas relacionadas con la salud, es necesaria la evidencia con respecto a la eficacia comparativa de todos los enfoques de intervención relevantes que pueden incluir enfoques biomédicos. Con el desarrollo del metanálisis de red (NMA), dicha evidencia puede ser sintetizado, incluso cuando no existen ensayos directos directos. Sin embargo, se debe tener cuidado en su aplicación para asegurar que se revelen estimaciones confiables de los tamaños del efecto entre las intervenciones. Este artículo de revisión describe la importancia potencial de NMA para la psicología de la salud, cómo funciona la técnica y consideraciones importantes para su aplicación apropiada dentro de la psicología de la salud.

35 Toma de decisiones a través

de la lógica borrosa en el Sector Cooperativo

La presente investigación se realizó debido al cierre de las cooperativas de Ahorro y Crédito en el Ecuador, por lo cual se establece como objetivo principal analizar como la teoría de la lógica borrosa beneficia en el estudio de la toma de decisiones en el sector cooperativo de ahorro y crédito. El presente trabajo está sustentado en la investigación bibliográfica- documental, el mismo que tiene un enfoque mixto y abarca una investigación exploratoria y descriptiva. Para analizar esta metodología se utilizó términos de incidencia que va de 0 a 1 los cuales a su vez, están representados por variables lingüísticas, las metas extraídas de los indicadores aplicadas a las cooperativas se establecieron como niveles medios o que están dentro del término difuso 0.5, y los demás términos difusos se establecieron rangos constantes para cada indicador. Posteriormente se asignó interpretaciones para cada variables lingüística. Ante el problema detectado en el Sector Cooperativo, se propone implementar una matriz a través de la teoría de lógica borrosa con la ayuda de los indicadores financieros con el fin de lograr resultados para mejorar el control administrativo.

Jessica Bonilla Jaime Díaz

Córdova Fuzzy Logic

Toma de decisiones

indicadores financieros, varianles

lingüísticasm sector

cooperativo

_

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Network meta-analysis of treatments for type 2 diabetes mellitus following failure with metformin plus sulfonylurea

Objetivos La eficacia y seguridad de los transportadores ligados a sodio-glucosa (SGLT2) más metformina y sulfonilurea (METþSU) para el tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2 (DM2) en pacientes que no logran el control glucémico con METþSU, en comparación con otras terapias triples autorizadas en la UE, fueron estimados. Métodos Se realizó una revisión sistemática de la literatura y un metanálisis de red (NMA) de ensayos controlados aleatorios (ECA) que incluyeron tratamientos antidiabéticos añadidos a METþSU. Conclusión Los inhibidores de SGLT2 son al menos tan efectivos como otras clases de agentes antidiabéticos para controlar los niveles de HbA1c, al tiempo que proporcionan los beneficios adicionales de la pérdida de peso y la reducción de la PAS. Además, dado que el riesgo de hipoglucemia es similar o se reduce con los inhibidores de SGLT2, los pacientes no tienen que sacrificar la eficacia por la tolerabilidad. Se observaron hallazgos similares para los análogos de GLP-1.

G. Lozano Ortega

S. Goring, H.A. Bergenheim, C. Sternhufvud, J.

Mukherjee

_

37

A targeted Bayesian network learning for classification

(Una red Bayesiana dirigida para la clasificación)

Se propone un método de aprendizaje de red bayesiano específico (TBNL) para dar cuenta de un objetivo de clasificación durante la etapa de aprendizaje del modelo de red. El TBNL aproxima la distribución de probabilidad condicional esperada de la variable de clase. Gestiona eficazmente el equilibrio entre la precisión de la clasificación y la complejidad del modelo mediante el uso de un enfoque discriminativo, limitado por las mediciones de la teoría de la información. El enfoque propuesto también proporciona un mecanismo para maximizar la precisión a través de una frontera de Pareto sobre un plano de precisión de complejidad, en casos de datos faltantes en los conjuntos de datos. Un estudio comparativo sobre un conjunto de problemas de clasificación muestra la competitividad del TBNL principalmente con respecto a otros clasificadores gráficos.

A. Gruber I. Ben Gal Clasificadores

bayesianos

compensación de complejidad-

precisión; Teoría de la información

Inteligencia Artificial,

aprendizaje automático, orientado a objetivos

aprendizaje

_

38 Estimating Probabilities of Diabetes Mellitus Using

Los problemas de clasificación se aplican rutinariamente al diagnóstico médico. Este artículo proporciona una

M. Shanker M. Y. Hu & M. S.

Hung Redes

Neuronales Clasificación

diagnostico medico,

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Neural Networks (Estimación de

probabilidades de diabetes mellitus utilizando redes

neuronales)

introducción a la teoría de la clasificación y destaca la importancia de las probabilidades posteriores en la clasificación. Las probabilidades posteriores corresponden a la probabilidad de que un objeto pertenezca a un grupo. Por lo tanto, estas probabilidades contienen información más útil para un médico que la clasificación en sí misma. Las redes neuronales artificiales se han aplicado con éxito a problemas de clasificación. Este trabajo muestra que no solo se pueden usar las redes neuronales para estimar las probabilidades posteriores, como con otros procedimientos estadísticos tradicionales, como el análisis discriminante y la regresión logística, sino que las estimaciones de las redes neuronales son directas y no están sujetas a distribución. Sin embargo, el principal inconveniente en el uso de estas estimaciones neurales ha sido la ausencia de una medida de confiabilidad. El enfoque bootstrapped se propone y utiliza aquí para construir estimaciones de intervalo para las probabilidades predichas.

Probabilidad posterior

39 Bayesian network classifiers for probability-based metrics

Se ha propuesto una gran cantidad de métricas de distancia para medir la diferencia de dos instancias. Entre estas medidas, la métrica Short y Fukunaga (SFM) y la métrica mínima de riesgo (MRM) son dos métricas basadas en la probabilidad que se utilizan ampliamente para encontrar una distancia razonable entre cada par de instancias con atributos nominales solamente. Para simplificar, las obras existentes usan clasificadores bayesianos (NB) ingenuos para estimar las probabilidades de pertenencia a clases en SFM y MRM. Sin embargo, se ha demostrado que la capacidad de los clasificadores de NB para estimar la probabilidad de clase es pobre. Para escalar el rendimiento de clasificación de los clasificadores NB, se proponen muchos clasificadores NB aumentados. En este artículo, estudiamos el rendimiento de estimación de probabilidad de clase de estos clasificadores de NB aumentados y luego los usamos para estimar las probabilidades de membresía de clase en SFM y MRM. Los resultados experimentales basados en un gran número de conjuntos de datos de la Universidad de California, Irvine (UCI) muestran que el uso de estos clasificadores NB aumentados para estimar las probabilidades de membresía de clase en SFM y MRM puede mejorar significativamente su capacidad de generalización.

Chaoqun Li Hongwei Li Clasificadores de redes bayesianas

métricas basadas en la probabilidad

probabilidad de clase

Estimacion, clasificación,

minería de datos

_

40 Simulation metamodeling with Bayesian networks

Este artículo presenta el uso de redes bayesianas (BN) como una herramienta exploratoria de metamodelado para respaldar

J Pousi J Poropudas, K

Vitanen Redes

bayesianas Bayesian networks,

GeNIe

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estudios de simulación realizados con modelos de simulación estocástica que contienen múltiples entradas y salidas. Los metamodelos de BN combinan datos de simulación con el conocimiento experto disponible en una descripción no paramétrica de la distribución de probabilidad conjunta de variables aleatorias discretas que representan entradas y salidas de simulación. Las distribuciones de las entradas se determinan con base en el conocimiento experto y / o en una fuente de datos del mundo real, mientras que las distribuciones condicionales de las salidas se estiman a partir de los datos de la simulación. El uso exploratorio de los metamodelos de BN es un proceso iterativo que incluye la construcción y validación de los BN y permite varios análisis que abordan las dependencias entre las entradas y las salidas, la incertidumbre de entrada y el razonamiento inverso. Los resultados de estos análisis se aplican para guiar y ayudar a la utilización e interpretación del modelo de simulación en consideración. Además, los análisis se utilizan para estudiar el comportamiento del sistema simulado. El uso exploratorio se ilustra con un ejemplo que implica una cola simulada.

Simulación de eventos discretos

simulación; metamodelado de simulación;

simulación estocástica

41

Wireless Local Loop Media Modelling using Bayesian

Networks. (Modelado de medios de bucle local inalámbrico

utilizando redes bayesianas)

Este documento se dedica a la modelación de medios teniendo en cuenta la incertidumbre y el conocimiento experto para un sistema de comunicación de bucle local inalámbrico. Las herramientas utilizadas para este propósito entre las variables de un sistema determinado. Permiten tener en cuenta la incertidumbre en un enfoque estadístico.

A. P. Tchagani _ Redes

bayesianas bucle local inalámbrico

Inteligencia Artificial, IA, AI

_

42

A Framework for Generic Object Recognition with

Bayesian Networks (Un marco para el

reconocimiento de objetos genéricos con redes

bayesianas)

Desde que Biederman presentó a la comunidad de visión por computadora una teoría de la comprensión de la imagen humana llamada "reconocimiento por componentes", se ha generado un gran interés en usarla como base para el reconocimiento genérico de objetos. Inspirado por optica, proponemos un marco para el reconocimiento genérico de objetos con múltiples redes bayesianas, donde las redes de objeto, primitiva, predicción y cara se integran con la representación gráfica más comúnmente utilizada en la visión

J. M. Liang J. Q. Liang, Q. L.

Ren Redes

Bayesianas redes de creencias

razonamiento probabilístico, aplicación de

redes bayesianas,

reconocimiento genérico de

objetos

_

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por computadora para capturar las relaciones causales y probabilísticas entre objetos, primitivas, aspectos, caras y contornos. Basado en el uso de evidencia de verosimilitud, el mecanismo de comunicación entre las redes es simple y eficiente, y los cuatro comportamientos básicos de reconocimiento se realizan en un marco único. Cada red es un agente autónomo, que responde de manera selectiva a los datos del nivel inferior en el contexto de su red principal, y se ocupa de la incertidumbre y controla las tareas de reconocimiento en su nivel correspondiente. Nuestras contribuciones en este artículo son el control dinámico de retroalimentación entre etapas de reconocimiento basadas en redes Bayesianas, el mecanismo de atención que usa funciones de valores basadas en la consistencia y la discriminación, y el unificación de la agrupación incremental, la coincidencia parcial y la indexación multi-clave como un proceso idéntico bajo la predicción para la generación de hipótesis. Nuestros experimentos han demostrado que este nuevo enfoque es más robusto y eficiente que el anterior.

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Object-Oriented Bayesian Networks for Modeling the Respondent Measurement

Error. (Redes Bayesianas

Orientadas a Objetos para Modelar el Error de Medición

de la Demandada).

En este artículo, las redes bayesianas orientadas a objetos (OOBN) se proponen como una herramienta para modelar errores de medición en una variable categórica debido al encuestado. Se presenta un modelo de error de medición mixto y se introduce una OOBN que implementa dicho modelo. La inserción de evidencia representada por el valor observado y su propagación a lo largo de la red arroja para cada unidad la distribución de probabilidad del valor verdadero dado lo observado. Se usan dos métodos para predecir el valor verdadero individual y su desempeño se evalúa mediante simulación.

Daniela Marella Paola Vicard Redes

bayesianas Errores de medición

Error encuestado

R

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Type 2 diabetes and cognitive dysfunction in

minorities: a review of the literature.

(Diabetes tipo 2 y disfunción cognitiva en minorías: una

revisión de la literatura)

El propósito de esta revisión fue resumir el estado actual del conocimiento sobre la disfunción cognitiva y la diabetes en las minorías. La literatura sobre la interacción de la disfunción cognitiva y la diabetes se analizó para (a) examinar el número y las características de los estudios en poblaciones minoritarias; (b) identificar las pruebas utilizadas para evaluar la función cognitiva en la diabetes; (c) considere el impacto de

Heather E. Cuevas

_ Diabetes tipo 2 cognitive

dysfunction salud minoritaria _

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la diabetes en la función cognitiva; y (d) evaluar a los moderadores de la asociación entre la diabetes y la función cognitiva. Dado el contexto de la salud de las minorías, existe un potencial de mayor impacto negativo en la salud debido a la mayor prevalencia de la diabetes y la disfunción cognitiva y otras disparidades de salud relacionadas. La reducción de los factores de riesgo fisiológicos para la diabetes, la consistencia en la evaluación, así como la eliminación de las barreras estructurales, como el acceso a la atención, deberían ser útiles para disminuir la incidencia tanto de la diabetes como del deterioro cognitivo. Se necesita más investigación para determinar si las diferencias observadas son modificables e identificar los factores implicados en la interacción de la diabetes y el deterioro cognitivo, no solo factores fisiológicos, pero factores relacionados con el estado socioeconómico y la calidad de vida.

45

Network meta-analysis in health psychology and

behavioural medicine: a primer.

(Metanálisis de red en psicología de la salud y

medicina conductual: una cartilla).

El progreso en la ciencia y la práctica de la psicología de la salud depende de la síntesis sistemática de la evidencia psicológica cuantitativa. Los metanálisis de estudios experimentales han llevado a avances importantes en la comprensión de las intervenciones de cambio de comportamiento relacionadas con la salud. Las preguntas fundamentales con respecto a tales intervenciones se han investigado sistemáticamente a través de la síntesis de evidencia experimental relevante usando procedimientos metaanalíticos estándar por pares que proporcionan estimaciones confiables de la magnitud, homogeneidad y posibles sesgos en los efectos observados. Sin embargo, estas síntesis solo proporcionan información sobre si los tipos particulares de intervenciones funcionan mejor que una condición de control o enfoques alternativos específicos. Para aumentar el impacto de la psicología de la salud en la formulación de políticas relacionadas con la salud, es necesaria la evidencia con respecto a la eficacia comparativa de todos los enfoques de intervención relevantes que pueden incluir enfoques biomédicos. Con el desarrollo del metanálisis de red (NMA), dicha evidencia puede ser sintetizado, incluso cuando no existen ensayos directos directos. Sin embargo, se debe tener cuidado en su aplicación para asegurar que se revelen estimaciones confiables de los tamaños del efecto entre las intervenciones. Este artículo de revisión describe la importancia potencial de NMA para la psicología de la salud, cómo funciona la técnica y consideraciones importantes para su aplicación apropiada dentro de la psicología de la salud.

G. J. Molloy

C. Noone, D. Caldwell, N. J.

Welton & J. Newell

Síntesis de evidencia

formulación de políticas

metaanálisis; cambio de

comportamiento de salud.

Gibbs Sampling (BUGS) software

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46 On generating high InfoQ with Bayesian networks

Los números no son datos y el análisis de datos no necesariamente genera información y conocimiento. Las estadísticas, la extracción de datos y la inteligencia artificial son disciplinas centradas en la extracción de conocimiento de los datos. Proporcionan herramientas para probar hipótesis, predecir nuevas observaciones, cuantificar los efectos de la población y resumir datos de manera eficiente. En estos campos, los datos cuantitativos y cualitativos se utilizan para obtener conocimiento. Kenett y Shmueli definen el concepto de calidad de la información (InfoQ) como el potencial de un conjunto de datos para alcanzar un objetivo específico (científico o práctico) utilizando un método de análisis de datos determinado. Ocho dimensiones ayudan a evaluar el nivel de InfoQ de un estudio. Estos son: Resolución de Datos, Estructura de Datos, Integración de Datos, Relevancia Temporal, Generalizabilidad, Cronología de Datos y Meta, Operacionalización y Comunicación. Esta papel muestra con ejemplos, cómo la combinación de análisis gráfico con análisis bayesiano en forma de redes bayesianas genera alto InfoQ. Específicamente, nos referimos a ejemplos de encuestas a clientes de compañías de alta tecnología, gestión de riesgos de sistemas de telecomunicaciones, monitoreo de biorreactores y gestión de atención médica de pacientes diabéticos. Estos ejemplos respaldan la afirmación más general hecha aquí de que las redes bayesianas generan alta calidad de información (InfoQ).

Ron S. Kenett _ Calidad de la información

Redes Bayesianas

InfoQ, aplicación de redes

bayesianas

GeNIe (Graphical Network

Interface),

47

Systemic methodology for risks evaluation and

management in the energy and mining sectors

(SYSMEREM-EMS) using bayesian networks.

(Metodología sistémica para la evaluación y gestión de riesgos en los sectores de

energía y minería (SYSMEREM-EMS)

utilizando redes bayesianas).

El propósito del trabajo fue mostrar una metodología sistémica para la evaluación y gestión de riesgos en los sectores de energía y minería (SYSMEREM-EM) y su aplicación en el contexto peruano. Para este propósito, este documento muestra la combinación de enfoques sistémicos y tecnología de inteligencia artificial. Por lo tanto, para el modelado de procesos de las cadenas de valor en ambos sectores, se utilizó la Metodología de Sistemas Blandos (SSM); para la elucidación de las causalidades de riesgos incrustadas en eventos peligrosos existentes en los procesos, se usaron diagramas causales de System Dynamics; y para la evaluación y gestión de los riesgos, la aplicación de sistemas expertos de redes bayesianas para la toma de decisiones fue el enfoque utilizado. Estas tres técnicas se usaron, en esta secuencia, dentro de un marco general. El documento finaliza con algunos comentarios sobre las lecciones aprendidas y recomendaciones para futuras investigaciones.

Ricardo Rodriguez Ulloa

_ Evaluación de

riesgos y administración

Soft Systems Metodología

(SSM)

Evaluación de riesgos y

administración; Soft Systems Metodología

(SSM); Sistema Redes

bayesianas, sector

energético, minería

sector,sistemas expertos

_

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Stabilization of Rössler chaotic dynamical system using fuzzy logic control

algorithm

Este artículo propone un algoritmo de control de lógica difusa (FLCA) para estabilizar el sistema dinámico caótico Rössler. El sistema de control de lógica difusa se basa en un motor de inferencia Takagi-Sugeno-Kang y el análisis de estabilidad en el sentido de Lyapunov se lleva a cabo utilizando el método directo de Lyapunov. La nueva FLCA está formulada para ofrecer condiciones de estabilidad de desigualdad suficientes. La complejidad asintótica de nuestro algoritmo se analiza y se comprueba que es menor en comparación con la de las FLCA lineales basadas en la desigualdad de matrices. Un conjunto de resultados de simulación ilustra la efectividad de la FLCA propuesta.

Radu-Emil Precup

Marius-Lucian Tomescu &

Claudia-Adina Dragos

complejidad asintótica

fuzzy logic control

algorithm, algoritmo de

control de lógica difusa

El método directo de

Lyapunov, El sistema

dinámico caótico de Rössler;

estabilización

_

49

Use of Fuzzy Logic Based Decision Support Systems in

Medicine. (Uso de sistemas de soporte

de decisión basados en lógica difusa en medicina)

La complejidad de los problemas que se enfrentan en el proceso de toma de decisiones de las personas puede revelar una variedad de desafíos en el proceso de solución. La creciente complejidad de los eventos enfrentados hace que la toma de decisiones sea más difícil. Por lo tanto, recientemente, se ha producido una tendencia en las tecnologías avanzadas, como los sistemas de apoyo a las decisiones (DSS). DSS ofrece soluciones alternativas con una perspectiva flexible y objetiva a los investigadores en diversos campos, particularmente en los campos de la medicina y las ciencias de la vida. DSS se puede diseñar utilizando métodos basados en la inteligencia artificial como la lógica difusa (FL) y las redes neuronales artificiales (ANN). Hoy en día, los DSS de lógica difusa en el campo médico, como el diagnóstico de la enfermedad, la determinación del tratamiento apropiado, los costos, etc., incluidos los problemas para tomar decisiones clínicas, son ampliamente utilizados y aplicados con éxito. En este estudio, se han introducido DSS basados en FL, y se han proporcionado diferentes aplicaciones utilizadas en el campo de la medicina. La medida de la se determinó que el nivel de éxito de los DSS basados en FL era del noventa por ciento. El DSS basado en FL ha proporcionado una contribución significativa al diagnóstico de la enfermedad en los estudios examinados.

Ozkan Gorgulu Asli Akilli Inteligencia

artificial Diagnóstico de

enfermedad

Sistemas expertos, Fuzzy Set, Sistemas inteligentes

DSS

50 IDENTIFIABILITY IN CAUSAL BAYESIAN

En este artículo describimos una estructura importante utilizada para modelar teorías causales y un problema

Marco Valtorta Yimin Huang Redes

bayesianas IA

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NETWORKS: A GENTLE INTRODUCTION

relacionado de gran interés para los científicos semiempíricos. Una red bayesiana causal es un par que consiste en un gráfico acíclico dirigido (llamado gráfico causal) que representa relaciones causales y un conjunto de tablas de probabilidades, que junto con el gráfico especifican la probabilidad conjunta de las variables representadas como nodos. En el gráfico Brevemente describimos la semántica probabilística de la causalidad propuesta por Pearl para este modelo gráfico probabilístico, y cómo las variables no observables complican enormemente los modelos y su aplicación. Una pregunta común sobre las redes bayesianas causales es el problema de identificar los efectos causales a partir de datos no experimentales, lo que se denomina problema de identificabilidad. En la versión básica de este problema, un científico semiempírico postula un conjunto de mecanismos causales y los utiliza, junto con una distribución de probabilidad en el conjunto observable de variables en un dominio de interés, para predecir el efecto de una manipulación sobre alguna variable de interés. Explicamos este problema, proporcionamos varios ejemplos y dirigimos a los lectores a trabajo reciente que proporciona una solución al problema y algunas de sus extensiones. Suponemos que la estructura de la red bayesiana se nos da y no aborda el problema de aprenderla a partir de los datos y las cuestiones de inferencia y pruebas estadísticas relacionadas.

Redes Bayesianas Casuales

51

A ROUGH SET/FUZZY LOGIC BASED DECISION

MAKING SYSTEM FOR MEDICAL APPLICATIONS

Se propone un método para elaborar modelos de pronóstico de estados de enfermedad. La técnica usa conjuntos aproximados para extraer reglas de una base de datos. Los datos se reformatean en una plantilla de lógica difusa y un algoritmo de aprendizaje para ajustar las funciones de membresía del conjunto difuso. El método se aplica al problema de POSCH, que analiza los factores de riesgo asociados con la progresión de la enfermedad arterial coronaria. Los datos de POSCH tienen varios inconvenientes, incluidos un número limitado de casos, entradas correlacionadas, así como ruido en las entradas y los resultados. El problema fue predecir la progresión de la aterosclerosis en la LAD tres años después de la basetina según los datos fisiológicos disponibles al inicio del estudio. El método propuesto roughlhuy set predecía con precisión la progresión de la enfermedad aterosclerótica en el 69% de los pacientes, que es estadísticamente mejor que la red neuronal, el conjunto aproximado y los modelos logísticos realizados.

GARY T. ANDERSON

JU ZHENG , RICHARD

WYETH , ALAN JOHNSON , JOE BISSETT & THE POSCH GROUP

Fuzzy Logic conjuntos ásperos

Redes neuronales;

algoritmos de aprendizaje

SAS

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Application of Bayesian networks for hazard ranking of nanomaterials to support

human health risk assessment.

(Aplicación de redes bayesianas para el peligro

clasificación de nanomateriales para apoyar

la evaluación de riesgos de la salud humana)

En este estudio, se desarrolló una red Bayesiana (BN) para la predicción del potencial de peligro y efectos con enfoque en los nanomateriales de óxido de metal y metal para apoyar el riesgo para la salud humana evaluación. El BN desarrollado captura las (inter) relaciones entre la ruta de exposición, los nanomateriales propiedades fisicoquímicas y los últimos efectos biológicos de una manera holística y fue en base a la consulta de expertos internacionales y la literatura científica (por ejemplo, datos in vitro / in vivo). El BN fue validado con datos independientes extraídos de estudios publicados y la precisión de la predicción del potencial de peligro de los nanomateriales fue del 72% y del efecto biológico del 71%, respectivamente. La aplicación del BN se muestra con estudios de escenarios para los nanomateriales de TiO2, SiO2, Ag, CeO2, ZnO. Está demostrado que el BN puede ser utilizado por diferentes partes interesadas en varias etapas de la evaluación de riesgos para predecir ciertas propiedades de un nanomaterial del cual hay poca información disponible o priorizar los nanomateriales para una mayor detección.

Hans J. P. Marvin

Yamine Bouzembrak,

Esmée M. Janssen, Meike vander Zande,

Finbarr Murphy, Barry Sheehan, Martin Mullins &

Hans Bouwmeester

Redes Bayesianas

nanomateriales metálicos

estudios de escenarios,

Evaluación de riesgos,

elicitación experta

Hugin 8.3

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