Proyectos de Titulación

Análisis del impacto del reconocimiento facial en el enganche del jugador en videojuegos: Un estudio de caso

Autores: Alvarado Suárez Kevin Mateo, Armijos Goercke Santiago Ariel.

Directora: Ing. María Fernanda Granda Juca, PhD.

Descripción: En la actualidad, el reconocimiento facial —y en particular el reconocimiento de emociones mediante expresiones faciales— ha cobrado relevancia en diversos campos, incluyendo los videojuegos. Esta investigación abordó el desarrollo de un prototipo de videojuego adaptativo tipo Flappy Bird, orientado a analizar cómo la detección automática de emociones puede mejorar el nivel de enganche del jugador mediante la adaptación dinámica de la experiencia de juego. El estudio se desarrolló en dos fases. En la primera, se creó un prototipo sin adaptación para recopilar datos de interacción y expresiones faciales. Se entrenó una red neuronal convolucional con el dataset DAiSEE para identificar estados afectivos, mientras que DeepFace detectó emociones básicas. Los datos se compararon con el cuestionario GEQ para encontrar patrones útiles en el diseño adaptativo. En la segunda fase, se construyó un nuevo prototipo con mecanismos de adaptación en tiempo real, basados en las relaciones previamente establecidas. Este sistema ajustó variables del videojuego como la velocidad, la dificultad y los estímulos visuales/auditivos, en función del estado emocional del jugador. Los resultados experimentales mostraron que la versión adaptativa logró mejorar significativamente el nivel de enganche, en comparación con la versión no adaptativa. Estos hallazgos demostraron que la integración de técnicas de reconocimiento emocional con inteligencia artificial representa un enfoque eficaz para enriquecer la interacción humano-computadora, y abre nuevas posibilidades para el diseño de videojuegos emocionalmente sensibles.

Detección de cambios en suelos utilizando Imágenes de radar de apertura sintética SAR

Autores: Calle Siavichay Mateo Sebastián, Tigre Cajas Santiago Ismael.

Director: Ing. Victor Hugo Saquicela Galarza, PhD.

Descripción: La degradación del suelo es una preocupación creciente a nivel mundial, con impactos directos en la agricultura, el clima y los ecosistemas. En regiones como la Amazonía ecuatoriana, esta problemática se agrava por las condiciones climáticas, que impiden un monitoreo constante con imágenes ópticas debido a la alta nubosidad. Este contexto plantea un desafío técnico relevante puesto que los métodos convencionales basados en imágenes ópticas dependen de condiciones atmosféricas favorables, lo que limita su capacidad para generar información confiable y frecuente en zonas con nubosidad persistente. Esta carencia de datos actualizados dificulta la identificación temprana de transformaciones en el uso del suelo y retrasa la toma de decisiones orientadas a la conservación ambiental y la gestión sostenible del territorio. Frente a esta limitación, este trabajo propone un enfoque alternativo para la detección de cambios en el uso del suelo, utilizando imágenes de radar de apertura sintética (SAR) del satélite Sentinel-1, que permiten observar la superficie terrestre incluso con nubosidad o durante la noche. Se desarrolló un proceso completo que incluye el preprocesamiento de imágenes, el cálculo del índice RVI, y la aplicación de modelos de aprendizaje profundo, destacando la arquitectura BAN por su capacidad de adaptación. Además, el modelo fue ajustado con datos locales y validado en campo. Como resultado final, se creó una interfaz visual que permite explorar los cambios detectados de forma interactiva, facilitando su uso en gestión ambiental y planificación territorial.

Desarrollo de un chatbot Multiagente basado en modelos LLM y arquitectura RAG para la interacción en lenguaje natural con Bases de datos organizacionales

Autores: Coronel Crespo Juan José, Ulloa Bernal Diego Andrés.

Director: Ing. Víctor Hugo Saquicela Galarza, PhD.

Descripción: En los entornos organizacionales actuales, el acceso eficiente a la información se ha convertido en un factor clave para la toma de decisiones estratégicas, la mejora de procesos y la calidad del servicio. No obstante, muchas organizaciones enfrentan dificultades para consultar tanto datos estructurados como no estructurados, debido a la dependencia de conocimientos técnicos especializados. Esta barrera limita el aprovechamiento del conocimiento interno y restringe la democratización del acceso a la información. Ante este desafío, la presente investigación propone el desarrollo de un chatbot multiagente con capacidades de inteligencia artificial conversacional, basado en la arquitectura Retrieval-Augmented Generation (RAG) y Large Language Models (LLMs). A diferencia de los sistemas tradicionales basados en reglas, la solución propuesta permite realizar consultas abiertas en lenguaje natural, facilitando la interacción con bases de datos sin necesidad de conocimientos técnicos por parte del usuario. El sistema fue evaluado a través de distintas configuraciones arquitectónicas (Vanilla RAG, Agentic RAG y Fine-tuning), así como mediante varios modelos LLMs de código abierto, destacándose el modelo Mistral por su precisión contextual. Asimismo, se validaron técnicas para la transformación efectiva de datos organizacionales en representaciones semánticas y se identificaron configuraciones óptimas para la recuperación contextual y estructuración de la información. Los resultados obtenidos demuestran el potencial de esta solución para democratizar el acceso al conocimiento organizacional y servir como base para futuros desarrollos en inteligencia artificial aplicada.

Reconocimiento de emociones utilizando señales cerebrales recogidas a través de interfaces cerebro-computador para la computación afectiva mediante aprendizaje automático

Autores: Abril Cabrera Juliana Nicole, Granda Salamea Camila Verónica.

Directora: Ing. Irene Priscila Cedillo Orellana, PhD.

Descripción: En los entornos organizacionales actuales, el acceso eficiente a la información se ha convertido en un factor clave para la toma de decisiones estratégicas, la mejora de procesos y la calidad del servicio. No obstante, muchas organizaciones enfrentan dificultades para consultar tanto datos estructurados como no estructurados, debido a la dependencia de conocimientos técnicos especializados. Esta barrera limita el aprovechamiento del conocimiento interno y restringe la democratización del acceso a la información. Ante este desafío, la presente investigación propone el desarrollo de un chatbot multiagente con capacidades de inteligencia artificial conversacional, basado en la arquitectura Retrieval-Augmented Generation (RAG) y Large Language Models (LLMs). A diferencia de los sistemas tradicionales basados en reglas, la solución propuesta permite realizar consultas abiertas en lenguaje natural, facilitando la interacción con bases de datos sin necesidad de conocimientos técnicos por parte del usuario. El sistema fue evaluado a través de distintas configuraciones arquitectónicas (Vanilla RAG, Agentic RAG y Fine-tuning), así como mediante varios modelos LLMs de código abierto, destacándose el modelo Mistral por su precisión contextual. Asimismo, se validaron técnicas para la transformación efectiva de datos organizacionales en representaciones semánticas y se identificaron configuraciones óptimas para la recuperación contextual y estructuración de la información. Los resultados obtenidos demuestran el potencial de esta solución para democratizar el acceso al conocimiento organizacional y servir como base para futuros desarrollos en inteligencia artificial aplicada.

Desarrollo de un sistema recomendador para la asignación de docentes para asignaturas en la Universidad de Cuenca

Autores: Quito Urgilés Pablo Esteban, Valdiviezo Armijos Juan Javier.

Director: Ing. Jorge Javier Maldonado Mahauad, PhD.

Descripción: La asignación efectiva de docentes a materias en instituciones de educación superior representa un desafío crítico para la gestión del talento humano académico, impactando directamente en la calidad del proceso de enseñanza-aprendizaje. Actualmente, las asignaciones realizadas manualmente presentan limitaciones relacionadas con la subjetividad, falta de estandarización, y una significativa demanda de tiempo administrativo, generando asignaciones subóptimas. Para superar estas barreras, este estudio propone y valida un sistema recomendador integral que combina análisis de sentimientos mediante modelos de lenguaje transformer adaptados localmente (RoBERTuito) y modelos matemáticos de optimización para garantizar una alineación precisa entre competencias docentes y requisitos académicos específicos. La metodología empleada incluyó la creación de perfiles integrales mediante la integración de evaluaciones históricas, comentarios estudiantiles categorizados automáticamente y competencias definidas según el Pentágono de Competencias Docentes institucional. Además, se implementaron pesos dinámicos que adaptan progresivamente la importancia relativa de factores pedagógicos y especializados según el ciclo académico, reflejando las expectativas institucionales de manera precisa. Los resultados obtenidos revelan una alta coincidencia entre las recomendaciones generadas por el sistema y las asignaciones manuales realizadas por directores de carrera, con mayor efectividad en carreras técnicas como Computación. Asimismo, una evaluación piloto con directores de carrera de tres carreras de ingeniería evidenció una fuerte aceptación y alta percepción de utilidad del sistema, especialmente en la claridad, calidad y pertinencia de los perfiles generados. El sistema desarrollado no solo reduce significativamente la carga operativa manual, sino que también proporciona una herramienta estratégica para optimizar continuamente los procesos administrativos y académicos en universidades, sugiriendo así su escalabilidad y replicabilidad en otros contextos educativos.

Análisis de anomalías climáticas en series temporales de precipitación en el Austro ecuatoriano utilizando fuentes textuales

Autor: Zambrano Rojas Johnny Steven.

Director: Ing. Víctor Hugo Saquicela Galarza, PhD.

Descripción: El aumento de la variabilidad climática y la creciente frecuencia de eventos extremos representan desafíos significativos para la sociedad y el medio ambiente. Comprender en profundidad los eventos anómalos ocurridos en el pasado es fundamental para la planificación, adaptación y mitigación del impacto de eventos similares en el futuro. Las series temporales climáticas contienen información valiosa sobre estos patrones, pero su análisis y la interpretación de desviaciones significativas requieren herramientas analíticas avanzadas. Si bien existen métodos establecidos para la detección de anomalías en series temporales, estos suelen carecer de una interpretación contextual enriquecida. La ausencia de esta contextualización limita el valor práctico de la detección de anomalías para la toma de decisiones informadas y la anticipación de escenarios futuros. Este trabajo propone un proceso que integra técnicas de detección de anomalías en series temporales con la incorporación de información contextual proveniente de fuentes textuales. Se utilizan enfoques estadísticos, de aprendizaje automático, aprendizaje profundo y grandes modelos de lenguaje para identificar desviaciones significativas en datos históricos de precipitación. Las anomalías detectadas se complementan con información relevante extraída de noticias, mediante un proceso manual y semi-automático, y se almacenaron de forma estructurada en una base de datos relacional. Además, se implementa un análisis de similitud numérico y visual para comparar anomalías entre sí, lo que permite identificar patrones recurrentes a lo largo del tiempo, proporcionando una comprensión más completa de los eventos climáticos extremos.

Estudio de la factibilidad de plataformas Low-Code/No-Code en PYMES de Cuenca para la digitalización de procesos administrativos y análisis de datos

Autores: Muñoz Tufiño Steven Marcelo, Peñaloza Espinoza Guido Alexander.

Director: Ing. Oscar Patricio Alvear Alvear, PhD.

Descripción: Este trabajo analiza la factibilidad y el impacto de las plataformas Low-Code/No-Code en la digitalización de procesos administrativos y el análisis de datos en PYMES de Cuenca, Ecuador. A través de una revisión bibliográfica, entrevistas estructuradas y un caso de estudio en la Universidad de Cuenca, se identifican los principales retos, necesidades y oportunidades para la adopción tecnológica en microempresas y PYMES locales. Los resultados muestran que, aunque existe interés en la digitalización, persisten barreras como la falta de recursos, conocimientos técnicos y estrategias claras. Las plataformas Low-Code/No-Code se presentan como una alternativa viable para superar estas limitaciones, permitiendo el desarrollo ágil de soluciones personalizadas, la automatización de tareas y la integración de datos sin requerir grandes inversiones. El caso de estudio demuestra que, mediante el uso de estas herramientas, fue posible implementar una solución para la carga y visualización de inventarios en un entorno institucional, facilitando la generación de reportes y la toma de decisiones basada en datos, lo que contribuyó a mejorar la eficiencia y la transparencia. Se concluye que la adopción de tecnologías Low-Code/No-Code puede acelerar la transformación digital de las PYMES, siempre que se acompañe de capacitación, soporte y una adecuada gestión del cambio. Finalmente, se proponen recomendaciones para fortalecer la cultura digital y garantizar la sostenibilidad de las soluciones implementadas.

Desarrollo de un asistente virtual conversacional para la capacitación en automuestreo y detección del VPH

Autor: Ordóñez Crespo Christian Stalin.

Director: Ing. Carlos Villie Morocho Zurita, PhD.

Descripción: El Cáncer de Cuello Uterino (CCU), causado principalmente por el Virus del Papiloma Humano (VPH), es una de las principales causas de mortalidad en mujeres, especialmente en zonas rurales con acceso limitado a servicios médicos. El automuestreo para la detección del VPH es una alternativa aceptada y eficaz, pero su adopción enfrenta barreras como la falta de información y orientación. En este contexto, se desarrolló un Asistente Virtual (AV) conversacional integrado en una aplicación móvil Android para capacitar a mujeres entre 30 y 65 años sobre el automuestreo y temas de salud sexual y reproductiva. El AV combina un chatbot entrenado con el framework Rasa y un modelo grande de lenguaje (LLM) que responde consultas fuera del dataset. Se generó un conjunto de datos con 212 preguntas y respuestas validadas, adaptado al lenguaje coloquial de la población objetivo. Inicialmente se implementó un modelo LLM local para el modo offline, pero debido a problemas de rendimiento y tamaño de la aplicación, fue reemplazado por un chatbot basado en reglas. Las pruebas de laboratorio y de usabilidad final con mujeres de la parroquia Baños evidenciaron una alta aceptación del sistema, destacando su facilidad de uso, claridad y utilidad. La evaluación con el cuestionario SUS arrojó un puntaje promedio de 90.6/100, lo que indica un nivel de usabilidad excelente. El sistema demuestra ser una solución viable para mejorar el acceso a información médica confiable en contextos rurales.

Arquitectura de microservicios para aplicaciones de gestión empresarial: estrategias modulares para escalabilidad y flexibilidad

Autor: Peñaloza Zhañay Michael Enmanuel.

Director: Ing. Miguel Angel Zuñiga Prieto. PhD.

Descripción: Las aplicaciones empresariales modernas requieren estructuras de software que permitan su evolución, escalabilidad y mantenimiento sin afectar la operación general del sistema. Sin embargo, muchos sistemas actuales presentan limitaciones al estar basados en arquitecturas monolíticas, dificultando la adaptabilidad a nuevos procesos y tecnologías. En este contexto, la arquitectura de microservicios se presenta como una alternativa para diseñar aplicaciones empresariales más modulares y desacopladas. Este trabajo de titulación propone el diseño de una arquitectura de software basada en microservicios, aplicada a un sistema de gestión comercial. El diseño se desarrolló utilizando el método 4SRS-MSLA, el cual guía la transformación de requerimientos funcionales en componentes lógicos. Complementariamente, se utilizó la notación SoaML para modelar participantes, interfaces y contratos entre microservicios, asegurando claridad en la especificación de servicios y flujos de interacción. Como parte del proceso, se incorporaron herramientas prácticas como un diagrama de bloques y una tabla de APIs, que facilitaron la comunicación con el stakeholder y permitieron validar tempranamente los servicios esperados entre módulos. Se realizó además el diseño detallado de los microservicios más importantes para el stakeholder y se construyó un prototipo funcional que integró dichos microservicios. A través de un caso funcional representativo se probó la interoperabilidad entre servicios y se confirmó la viabilidad técnica del diseño. La arquitectura propuesta demuestra ser una solución factible, modular y escalable, capaz de guiar el desarrollo de sistemas empresariales modernos orientados a servicios, cumpliendo así con los objetivos planteados en esta investigación.

Arquitectura IoT para la automatización agrícola: captura del conocimiento ancestral y gestión en entornos de conectividad limitada

Autores: Orellana Salinas Juan Diego, Pacurucu Llivichuzhca Carlos Samuel.

Director: Ing. Miguel Ángel Zúñiga Prieto. PhD.

Descripción: La agricultura representa un sector fundamental en países en desarrollo como Ecuador, donde aún se practica de forma artesanal y con acceso limitado a tecnologías que optimicen la producción. Las soluciones actuales basadas en IoT han mostrado un gran potencial para automatizar tareas como el riego, la fertilización o el monitoreo ambiental. Sin embargo, estas soluciones suelen depender de conectividad y suministro energético constantes, lo cual limita su efectividad en zonas rurales con infraestructura deficiente. Además, se enfocan únicamente en la automatización de procesos, sin considerar mecanismos que permitan capturar y valorar el conocimiento ancestral que poseen los agricultores sobre las condiciones del entorno al momento de ejecutar sus tareas. Esta necesidad motivó el diseño de una solución capaz de operar en condiciones adversas, que automatice la detección de actividades agrícolas mediante sensores y que, al mismo tiempo, documente las decisiones de los agricultores. De esta manera, se facilita la correlación entre condiciones ambientales y prácticas tradicionales, permitiendo su análisis, validación y replicabilidad. La propuesta hace frente a las limitaciones actuales mediante una arquitectura que combina la automatización con la preservación activa del conocimiento ancestral, incluso en contextos de conectividad intermitente. Este trabajo tuvo como objetivo diseñar una arquitectura de software distribuida para aplicaciones IoT en contextos agrícolas con conectividad limitada, enfocada en el monitoreo de tareas y la preservación del conocimiento ancestral. La propuesta contempla una arquitectura escalable que prevé: (1) detectar prácticas agrícolas mediante datos ambientales capturados por sensores, (2) registrar decisiones y técnicas aplicadas por los agricultores, y (3) correlacionar ambas fuentes para digitalizar el conocimiento ancestral, validar patrones con aprendizaje automático y generar recomendaciones adaptativas que integren sabiduría tradicional y agricultura de precisión. La metodología adoptada combinó el modelado iterativo de requisitos funcionales y no funcionales, el diseño arquitectónico basado en el modelo de las 4+1 vistas de Kruchten, y los principios de diseño SOLID. Posteriormente, se implementó un prototipo funcional utilizando Flutter e Isar para la aplicación móvil, Angular para el entorno web, RabbitMQ para la mensajería asincrónica, y Spring Boot con PostgreSQL para el servidor central. El nodo local fue desarrollado en Python y desplegado sobre Raspberry Pi. La evaluación del sistema se llevó a cabo mediante pruebas funcionales y no funcionales en escenarios controlados, utilizando datos simulados. Los resultados obtenidos destacan la capacidad del sistema para operar de forma autónoma incluso bajo condiciones de conectividad intermitente, así como su tolerancia a fallos, su escalabilidad frente a la incorporación de nuevas plantaciones en entornos con múltiples nodos, y su eficiencia energética, lograda mediante una asignación inteligente de responsabilidades que optimiza el uso de recursos limitados como la infraestructura, la conectividad y la energía. La arquitectura desarrollada constituye una contribución que ofrece una solución modular, resiliente y adaptable para contextos rurales con infraestructura limitada. Facilita la detección automatizada de prácticas agrícolas mediante datos ambientales y permite registrar acciones de los agricultores con sus condiciones específicas, fortaleciendo así la preservación del conocimiento ancestral. Integra herramientas digitales accesibles que mejoran la toma de decisiones, promueve la equidad tecnológica al brindar autonomía operativa a comunidades con baja conectividad, y presenta un marco metodológico replicable para inspirar soluciones innovadoras y sostenibles en entornos similares.