La Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) dio a conocer los resultados del concurso Fondecyt regular 2023, en el cual la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) obtuvo 25 adjudicaciones de proyectos que abarcan temas desde la luz cuántica, algoritmos para etiquetar patrones en cerámica antigua, hábitos en el comportamiento del consumidor, biometría fácil y de iris, block caving, conductas en el uso de transporte, entre otras.
"Los proyectos Fondecyt regular son una herramienta fundamental para el desarrollo de investigación científica y tecnológica básica, permitiendo financiar investigación individual en distintas áreas del conocimiento. Han sido el impulsor principal de este tipo de investigación en el país. Sin embargo, en las últimas décadas se han vuelto cada vez más competitivos. A pesar de esto, en la FCFM hemos logrado mantenernos con una tasa de adjudicación alta. Este año tuvimos una tasa de adjudicación de un 51%, valor similar al del año pasado. Lo que es una excelente noticia para la investigación que se desarrolla en la Facultad", señala la directora Académica, de Investigación e Innovación de la FCFM, Viviana Meruane.
El objetivo del Fondecyt regular es promover la investigación de base científico-tecnológica en las diversas áreas del conocimiento, mediante el financiamiento de proyectos de investigación individual de excelencia orientados a la producción de conocimiento.
Los proyectos adjudicados por el FCFM son los siguientes:
Departamento de Astronomía
Sebastián López: Tomography of the gaseous universe using gravitational lenses
“La idea de este proyecto es aplicar una técnica tomográfica que inventamos y estamos desarrollando en mi grupo de investigación desde hace pocos años. Esta tomografía nos está permitiendo por primera vez dilucidar la estructura espacial y cinemática del material que rodea a las galaxias en varias épocas del universo. En palabras más simples, queremos saber qué forma tienen los halos de las galaxias primitivas. Esto es importante porque tal forma está determinada por cómo se forman y evolucionan las galaxias. Por lo tanto, conocer la estructura de tales halos permitirá validar (o contradecir) la teoría de formación de galaxias”.
Departamento de Ciencias de la Computación
Benjamín Bustos: Algorithms for Multi-labelling and Retrieval of Cultural Heritage 3D Models
“En arqueología digital, un problema importante es el análisis de objetos 3D obtenidos a partir del escaneo 3D de cerámica antigua. Usualmente, estos objetos contienen patrones y motivos en su superficie, cuyo análisis permite añadir contexto e información semántica sobre ellos. La descripción de estos objetos de cerámica antigua es un paso relevante en el análisis de estos datos. Un problema particular en esta tarea es el etiquetado de los patrones geométricos que aparecen en la superficie de estos objetos y encontrar qué conjunto de etiquetas describe un nuevo patrón. Este problema es conocido como clasificación multietiqueta. Este proyecto propone el diseño, desarrollo y evaluación de algoritmos que permitan etiquetar en forma automática los patrones que aparecen encerámica antigua. Para este propósito, nos basaremos en el trabajo de Kunisch en su libro Ornamente Geometrischer Vasen: Ein Kompendium, en donde define una taxonomía de las etiquetas que pueden aparecer en cerámica antigua”.
Gonzalo Navarro: Compact Data Structures for Graph Databases
“Las bases de datos de grafos (ej. Wikidata) se están popularizando como mecanismos más flexibles que el modelo relacional tradicional para representar información. Esta flexibilidad viene de la mano de lenguajes de consulta más poderosos, y donde responder esas consultas más complejas es más demandantes en términos de recursos. Mi trabajo reciente demuestra que las estructuras de datos compactas, una rama que se ha venido consolidando desde hace pocas décadas y que combina la teoría de la información con las estructuras de datos, pueden ser una buena respuesta a este problema.
En el proyecto propongo continuar con esta línea de trabajo, para pasar de pruebas de concepto a soluciones completas que puedan reemplazar completamente a los sistemas actuales que manejan bases de datos de grafos. Esto involucra utilizar la funcionalidad que proveen las estructuras compactas para mejorar más el desempeño de las soluciones actuales, integrarlas en sistemas reales, extender las soluciones a consultas y a planes de consulta más generales, a permitir dinamismo, soportar analítica de grafos, y a investigar en nuevas estructuras compactas que puedan ofrecer incluso mejor desempeño que las que he considerado hasta el momento”.
Departamento de Física
Felipe Barra: Quantum thermodynamics of energy extraction processes
“El proyecto se trata de estudiar las ‘ventajas’ de operar con las reglas de la mecánica cuántica en procesos que almacenan y/o extraen energía de un sistema. El análisis que proponemos es termodinámico en el sentido que nos interesamos en caracterizar la disipación y eficiencia en los ciclos de carga y descarga a la vez que los tiempos de operación, es decir, la potencia que se puede obtener de estos dispositivos. Sabemos que existen muchas ventajas al procesar información con las reglas de la mecánica cuántica y esperamos encontrar varias en este contexto también”.
Carla Hermann: Intense quantum light: engineering and characterization of non-classical radiation
“El objetivo principal de mi proyecto es estudiar cómo la luz que se dice clásica (pero que en verdad no lo es), al ser sometida a interacciones no lineales, se transforma en estados de luz altamente cuánticos (y muy intensos). La idea de mi proyecto es explorar cómo caracterizar este tipo de evolución en el laboratorio y llevar a cabo experimentos en cristales líquidos”.
Fernando Lund: In situ monitoring of plastic deformation of high entropy alloys using ultrasound
“El proyecto busca establecer el ultrasonido como sonda no-destructiva para la evaluación de las propiedades plásticas de aleaciones avanzadas. En el corto plazo busca desarrollar herramientas que apoyen el diseño de tales aleaciones, que tengan propiedades predeterminadas, para aplicaciones específicas. En el mediano plazo espera establecer diagnósticos y protocolos que permitan caracterizar el estado de piezas metálicas en servicio como, por ejemplo, ruedas de ferrocarril”.
Álvaro Núñez: Magneto-electric sheep for two-dimensional dreams
“Nuestro tema de investigación es el estudio de materiales multiferróicos bidimensionales. Argumentamos que dichos sistemas poseen al mismo tiempo un escenario para un sinfín de física fundamental, novedosa y bella, y gran potencial tecnológico para las necesidades de la electrónica del futuro. Este trabajo será por cuatro años, en los cuales pretendemos sentar las bases de estas nuevas herramientas. Al mismo tiempo formaremos varios estudiantes de postgrado”. El proyecto lo realiza en conjunto con el académico Luis Foa del DFI.
Rodrigo Vicencio: Merging flat bands, topology, and inter-orbital coupling in photonic lattices made in Chile
“El Proyecto tiene dos objetivos principales: primero desarrollar la física experimental en Chile, en particular sobre el estudio de ruedas fotónicas, consolidando los estudios que iniciamos hace algunos años. El segundo objetivo, ya más específico, es el estudio de redes fotónicas que tengan interacciones multiorbitales, eso puede sonar un poquito más técnico, pero tiene que ver con cómo lograr generar redes que tengan diferentes niveles de energía y estudiar cómo esas diferentes configuraciones pueden interactuar y generar propiedades interesantes que nos ayuden a transportar o localizar mejor la energía en una red particular”
La red fotónica que nosotros estamos fabricando actualmente es bastante innovadora, en particular, estamos tratando de hacer una llave óptica que funciona contra nuestro chip fotónico”.
Departamento de Geofísica
Francisco Ortega: Quantification of Uncertainty and ESTimation (QUEST) of fault slip using non-planar faults and the EPIC: Improving understanding of earthquake source
Nicolás Huneeus: Impact of climate change and mitigation of residential emissions on future air quality in central-south Chile
Departamento de Geología
Martin Reich: Timing and tempo of supergene enrichment of copper deposits in the Coastal Cordillera metallogenic province, north-central Chile
“El proyecto busca comprender, desde una perspectiva multidisciplinaria, los procesos de oxidación y enriquecimiento superficial de cobre y otros metales críticos en la Cordillera de la Costa del norte de Chile. Estos procesos llevan a un aumento de hasta cuatro veces la ley de un yacimiento y ocurren cuando el depósito formado en profundidad es exhumado a la superficie y los minerales metálicos son disueltos y re-precipitados en minerales oxidados ‘verdes’ al entrar en contacto con agua y gases atmosféricos como el oxígeno y dióxido de carbono”. El equipo de investigación incluye además a Fernando Barra y Alida Pérez del DGL, a Irene del Real de la Universidad Austral, y los colaboradores internacionales Paulo Vasconcelos de la Universidad de Queensland, Ken Farley de Caltech y Artur Deditius de Murdoch Univ./UWA en Perth.
Fernando Poblete: Enriching Random Utility Maximization Models to Account for Broader Behavioral Realism in Transportation Choices
Departamento de Ingeniería Civil
Angelo Guevara: Enriching Random Utility Maximization Models to Account for Broader Behavioral Realism in Transportation Choices
“El objetivo general es trabajar para desarrollar modelos de elección discreta basados en RUM prácticos, estadística y microeconómicamente coherentes que den cuenta de los hallazgos conductuales que se han descrito en psicología, neurociencias y economía conductual, para ayudar al diseño y evaluación de políticas públicas de transporte. Este objetivo general se potenciará a través de los siguientes cuatro objetivos específicos: i) enriquecer los modelos de maximización de la utilidad aleatoria (RUM); ii) detectar y caracterizar, en un contexto de transporte, los hallazgos de comportamiento que se han descrito en otros ámbitos, utilizando encuestas de preferencias declaradas (SP) y datos de preferencia revelada (RP) de transporte público inferidos de tarjetas inteligentes; iii) utilizar indicadores psicofisiológicos, recogidos en entornos de transporte controlados; y iv) evaluar las implicaciones de construir modelos RUM que puedan dar cuenta de los hallazgos de comportamiento en estudio en el análisis y diseño de políticas públicas de transporte”. En el proyecto también participan como coinvestigadores Marcela Munizaga (DIC) y Ángel Jiménez (DII)
Departamento de Ingeniería de Minas
Raúl Castro: Fine material generation and segregation modeling in block caving mines
“La minería subterránea de Block Caving se ha vuelto cada vez más relevante en Chile y el mundo en la medida que se agotan las reservas minerales en superficie. Sin embargo, existen diversos desafíos asociados a la aplicación de este método de minería caracterizado por su bajo costo y alta productividad y seguridad. El propósito de este proyecto es generar conocimiento fundamental que nos permitan modelar y predecir la generación y flujo de mineral fino e identificar y minimizar sus riesgos potenciales, utilizando para ello técnicas de modelamiento físico y numérico. El desarrollo de este proyecto se realizará en colaboración de académicos de la Universidad de Chile y Universidad de Concepción en conjunto con la colaboración de expertos internacionales en el área permitirá la formación de capital humano e investigación especializada en uno de los principales desafíos que enfrenta la minería de recursos subterráneos masivos en el presente y futuro".
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Martin Adams: Advances in SLAM, Data Registration & Multi-Target, Multi-Class Tracking with Random Finite Sets
“La navegación robótica autónoma, el registro de escenas y el seguimiento de múltiples objetivos (MTT, Multi-Target Tracking) tienen aplicaciones en multitud de áreas, a pesar de tener fundamentos teóricos matemáticamente similares. Las soluciones actuales para la localización y el mapeo simultáneos (SLAM – Simultaneous Localization and Mapping), el registro de datos de nubes de puntos y el MTT son frágiles en entornos en los que se producen falsas alarmas de datos y detecciones fallidas, o datos atípicos. El principal objetivo de este proyecto es, por tanto, abordar los fundamentos teóricos de estas áreas con un conjunto común de herramientas matemáticas, conocido como Estadística de Conjuntos Finitos (FISST – Finite Set Statistics)”.
Claudio Pérez: Advances in Iris and Face Biometrics: Design of CNNs with Spatial Invariance, Anti-aliasing Filters, and New Structures for Improved Accuracy
“El proyecto está centrado en realizar avances en biometría de iris y facial utilizando redes neuronales convolucionales (CNNs). Se propone introducir estructuras en las CNNs que sean invariantes a la rotación y posición espacial para permitir operaciones de pareo de patrones más eficientes en tiempo de cómputo. También se mejorará la estructura de filtros de las CNNs para evitar distorsiones en el muestreo y mejorar la exactitud en el reconocimiento de iris con distintos grados de dilatación. Asimismo, se propone utilizar técnicas de neuroevolución, incluyendo estructuras inspiradas biológicamente, para generar arquitecturas neuronales que mejoren el reconocimiento de rostros con grandes cambios de pose”.
Rodrigo Moreno: Planning Resilient Low-Carbon Power Systems With Smart Grid Technologies Under Various Sources of Uncertainty
Departamento de Ingeniería Industrial
Marcelo Olivares: Incentives and Market Design in Public Procurement
“Las compras públicas abarcan alrededor del 12% del PIB a nivel mundial y constituye un área importante en donde se busca lograr eficiencia para disminuir el gasto del Estado. Sin embargo, existe un debate permanente sobre que mecanismos se pueden utilizar para lograr eficiencia. En este proyecto de investigación estudiamos tres mecanismos complementarios para mejorar la eficiencia de las compras públicas, enfocados en: (i) alinear incentivos de compradores para opten por comprar productos y servicios a precios bajos; (ii) reducir costos de transacción y de búsqueda que faciliten a los compradores comparar en base a precios; (iii) diseñar mecanismos de abastecimiento que fomenten la competencia entre proveedores. Para realizar estos estudios, implementamos experimentos de campo en colaboración con Chilecompra y la División de Presupuesto del Ministerio de Hacienda de Chile”.
Omar Pérez: Habits and attention in consumer behavior
“Mi área de estudio es cómo la gente toma decisiones de distintas formas; cómo la mente -el cerebro- decide si va a pensar en el futuro y las consecuencias de las decisiones o si va a actuar de manera automática de acuerdo con lo que resultó bueno en el pasado, lo que conocemos como hábitos. Esta distinción entre conductas racionales que miran al futuro, calculando lo mejor para uno, y los hábitos, que son automáticos y miran al pasado, no ha sido estudiada en economía. Este proyecto tiene que ver con cómo los consumidores pueden formar hábitos de consumo y seguir consumiendo lo mismo o fijarse en características irrelevantes de un producto aun cuando no es objetivamente lo mejor para ello. Además de esto, otra arista del proyecto es que propongo una forma de hacer que la gente vuelva a pensar en las características relevantes del producto para tomar una decisión racional”.
Daniel Schwartz: The direct, indirect, and unintended effects of behaviorally-informed interventions
“La eficacia de intervenciones para promover el cambio de comportamiento depende de varios factores, incluyendo la cantidad de opciones, horizontes temporales, y la calidad y cantidad de información. Debido a esta complejidad, organizaciones públicas y privadas se han interesado en adoptar herramientas de las ciencias y economía del comportamiento como una estrategia de cambio de comportamiento. Este proyecto examina distintas aristas de estas herramientas, utilizando tres conjuntos de estudios en los dominios de citas médicas, deuda financiera y publicidad. En particular, el proyecto genera nuevas herramientas de los llamados nudges, cuya arquitectura de elección se asocia a un comportamiento deseable, sus efectos directos e indirectos, el uso perverso de estos –o dark nudges– y efectos heterogéneos de manera de ayudar en la toma de decisión a pacientes, deudores y consumidores”.
Raimundo Undurraga: Immigration, Slums, and the Role of Rental Subsidies
“Las migraciones masivas pueden contribuir sustancialmente al desarrollo económico de las ciudades en el largo plazo, no obstante, esto puede variar dependiendo de la capacidad de ajuste que estas tengan para absorber con éxito las explosiones demográficas derivadas de la inmigración. En el caso de la vivienda, teóricamente, en el largo plazo, la oferta debiese reaccionar a los aumentos de demanda vía aumento en la construcción de viviendas formales, regulando así el incremento en precios. Sin embargo, en la práctica, los planes reguladores, las normativas de edificación y la escasez relativa de construcción de viviendas en locaciones deseables pueden limitar las respuestas de la oferta. En efecto, esto podría hacer más atractivo vivir en viviendas precarias y campamentos.
El objetivo de investigación es, primero, examinar el efecto causal de la migración internacional en los barrios marginales. El estudio se enfoca en el caso de Chile, donde la población nacida en el extranjero se cuadruplicó en la última década, en tanto que la población de barrios marginales casi se triplicó en el mismo periodo. Un segundo objetivo consiste en estimar causalmente el impacto de la oferta de subsidios de arriendo a habitantes de campamento en la existencia, espacialidad y desarrollo de los campamentos”.
Juan Velásquez: A novel approach to study the web user behavior on a website from patterns extracted by using machine learning algorithms on data originated in the visited pages, their content (web data) and neurophysiological responses (neuro-data)
“De la correcta estructura y contenido de un sitio web depende en gran medida su éxito para atraer visitantes y fidelizar a los clientes digitales. En ese contexto, proponemos analizar la navegación de los usuarios de la web y el comportamiento de preferencia por cada sitio, a partir de los patrones extraídos desde de las páginas visitadas (datos web) y la respuesta neurofisiológica (neurodatos) utilizando un sistema de reconocimiento multimodal de la siguiente manera: a) actividad cerebral bioeléctrica, b) comportamiento de la mirada y la pupila, c) respuesta galvánica de la piel (GSR) y d) reconocimiento de expresiones faciales. En este proyecto proponemos un enfoque complementario a la teoría de la minería web tradicional, que utiliza datos originados en la Web, también llamados datos web”. El proyecto lo realiza en conjunto con la Prof. Flavia Guiñazu, Neuróloga del Departamento de Psiquiatría de la Facultad de Medicina de la U. de Chile.
Departamento de Ingeniería Matemática
Claudio Muñoz: A road map towards the mathematical description of the long time dynamics in key evolution models
“Este es un proyecto del cual me siento muy orgulloso de tener la posibilidad de ejecutar, y es en conjunto con mi colaborador Oscar Jarrín (UDLA, Ecuador), con el cual esperamos colaborar efusivamente durante los próximos años. Estamos muy motivados por un problema de vital relevancia en nuestra área de investigación: entender a cabalidad el fenómeno de resolución en ondas solitarias de las soluciones a las ecuaciones de fluidos en aguas poco profundas. Este proceso no se comprende a cabalidad; es extremadamente intrigante y con este proyecto se diseña y propone un camino segmentado a seguir con objetivos claros y fijos los cuales esperamos avanzar muy pronto para obtener importantes avances”.
José Soto: Combinatorial Explorable Uncertainty
Departamento de Ingeniería Química, Biotecnología y Materiales
Rodrigo Espinoza: Study and development of MXenes for gas sensing applications
El proyecto busca generar nuevas estrategias para la preparación de los materiales precursores de MXenes, de manera de mejorar su resistencia y desempeño en el tiempo. “Estos materiales bidimensionales han demostrado una gran capacidad como sensores de gas, detectando cantidades ínfimas de gases contaminantes o tóxicos, del orden de las partes por billón. Tienen muchas ventajas respecto a otros materiales sensores al poder trabajar a temperatura ambiente, pero su estabilidad en el tiempo no es muy buena. Entonces la estrategias de estudio que usaremos será cambiar las condiciones estequiométricas iniciales, de tal manera de tratar de mejorar ese desempeño en el tiempo”.
