Proyectos

Development of algorithms for bilevel optimization problems with applications in security, electricity and logistics.

El proyecto pretende desarrollar una herramienta que mejore la calidad de servicio en las rutas entregadas a los distintos clientes de Simpliroute, empresa nacional que entrega servicios de ruteo y recomendaciones de logística de última milla. Este desarrollo es en dos principales ámbitos. Primero, poder mejorar la capacidad de rutear a todos los clientes requeridos, detectando y anticipando con IA las ocasiones en donde el algoritmo de ruteo actual no encuentra una solución factible. El objetivo es detectar anticipadamente estos problemas de infactibilidad y proponer alternativas para entregar una mejor solución de ruteo. Segundo, usar la información de ajuste de rutas de los vehículos (detenciones, órdenes de visita, entre otros) para “aprender” de estos cambios usando IA, y mejorar la siguiente ruta a entregar. El prototipo a desarrollar se probará con las instancias de ruteo de diferentes clientes evaluando la calidad de servicio de la ruta y el reparto que realizan en sus operaciones.

El proyecto “Cambio climático y economía: análisis de riesgos y soluciones para sectores estratégicos” busca fortalecer las capacidades regionales de la Macrozona para enfrentar los crecientes desafíos del cambio climático mediante la creación de una red internacional de cooperación científica. La iniciativa se estructura en torno a tres ejes: la identificación y cuantificación de riesgos climáticos a nivel subregional, utilizando herramientas como imágenes satelitales, modelos de teoría de juegos y simulaciones; el análisis de cómo hogares, productores y gobiernos ajustan sus decisiones ; y el fortalecimiento de capacidades mediante pasantías internacionales, talleres, formación de estudiantes y la publicación de resultados. Un componente central del proyecto es el intercambio de experiencias entre países en desarrollo, México, Brasil y Chile, que comparten desafíos estructurales como alta informalidad laboral, barreras en el acceso al crédito y vulnerabilidad territorial frente al cambio climático. Además, el proyecto pone un fuerte énfasis en la formación de capital humano, incorporando a tesistas de pregrado y posgrado en todas las etapas de investigación. Ellas/os participarán en actividades clave como diseño de modelos, recolección y análisis de datos, y redacción de informes, fortaleciendo sus competencias técnicas y su vinculación con redes internacionales. Se ofrecerán también un workshop y un taller, orientado a fortalecer las capacidades en temas de economía del cambio climático. Participan la Universidad de O’Higgins y la Universidad de los Andes de Chile; y como socios internacionales el Banco Central de México y la Fundación Getulio Vargas de Brasil. Esta colaboración busca generar evidencia territorialmente situada para el diseño de planes de resiliencia agrícola, descentralizar la formación científica en Chile y consolidar una red duradera de investigación aplicada en economía del cambio climático con impacto regional y latinoamericano.

Postulación a Fondecyt Regular

Game theory and artificial intelligence are deeply connected fields, particularly when model- ing adversarial learning problems as Stackelberg games under uncertainty. In such settings, defenders allocate resources randomly to prevent attackers from anticipating their moves. As time evolves, the environment changes, and new strategies or actions may emerge. A suitable subfield of game theory to model these dynamics is stochastic games, where the state captures the set of available actions in a time-dependent process. Moreover, the attacker–defender inter- action naturally exhibits a hierarchical bilevel structure: the defender must design randomized strategies to protect targets, while the attacker responds by executing an action that maxi- mizes its reward. This makes stochastic dynamic Stackelberg games a model of choice for such applications [15], the Chilean party being very active in the domain [9, 10, 11]. In a previous collaboration [1], we have shown that defining an appropriate solution concept for these games is far from trivial, and in some cases remains an open research question. Even when a proper solution concept can be established, computing it becomes prohibitively expensive for games with massive state and action spaces. These challenges are not only of theoretical interest but also of high practical relevance. This associate team will focus on two among the many possible applications. Challenge 1: The first one is wildfire prevention. This theme has been widely examined in the literature, particularly through models that optimize the design of firebreaks [16], [12] and the the placement of surveillance cameras to limit fire spread. In contrast, the operational dimension of prevention and firefighting—where resources must be dynamically allocated un- der uncertainty—has received far less attention. Emerging distributed AI technologies with autonomous agents, both centralized (e.g., coordinated command-and-control systems) and de- centralized (e.g., drones and sensor swarms), could play a key role in addressing this challenge. Challenge 2: Similarly, in the domain of distributed AI learning systems (e.g. Federated Learning), a central authority is in charge of agregating the updates of distributed clients in the process of minimizing a global metric. The presence of Byzantine (or faulty) agents can derail convergence or induce a biais in this process. To mitigate this, robust agregation techniques have been proposed in the literature based on identifying and discarding suspect contributions [17, 18, 19]. But concrete attacks like ALIE [20] or FoE [21] tend to exhibit patterns. This lead researchers to propose the first history-aware defenses [22, 23, 24]. Purely deterministic rules, though, are likely to be defeated by powerful and well-informed agents. The attacker–defender framework is crucial to design secure training environments against adversarial manipulations, the principal issue being to decide if and when to exclude a suspected malicious agent. Both these applications can be tackeled with tools of Game Theory. More applications could be cited, like environmental conservation problems, such as poaching prevention [25], environmental tax evasion [26] or border patrol security [9].

This research project aims to answer the following question: How is people’s perception of noise related to the socioeconomic, urban, and environmental characteristics of their neighborhoods in the (post)pandemic context? This project seeks to contribute to noise and urban knowledge from an interdisciplinary approach at the intersection between geography, sociology, urban planning and acoustic engineering. It is thus articulated around four specific objectives (SO): SO1) to analyze the relationship between noise complaints and demographic, socioeconomic, urban and environmental variables in 6 municipalities of Santiago; SO2) characterize noise annoyance and strategies adopted by the inhabitants of 6 socioeconomically diverse neighborhoods with different exposure to noise; SO3) to evaluate the soundscapes of 6 neighborhoods; SO4) To propose guidelines for integrating the perception of noise in public policies related to noise and in urban planning.

En esta postulación se propone la instalación del Dr. Ricardo Fuentealba en el Instituto de Ciencias Sociales de la Universidad de O´Higgins. La propuesta, titulada “Fortaleciendo la ciencia social territorial: desastres y gobernanza en la región de O'Higgins”, tiene como objetivo desarrollar una agenda de investigación basada en el desarrollo de los territorios de la región. En particular, busca analizar de los procesos asociados a la gobernanza territorial y la producción de riesgo de desastre, entender las experiencias y prácticas de las comunidades con inundaciones recientes, y en base a ello, contribuir a la mejora de esta gobernanza. Con ello, se busca fortalecer el capital humano interdisciplinario de las ciencias sociales en la universidad, con un foco en los desastres y el desarrollo territorial. El académico incorpora así al Instituto una línea de investigación que tiene gran relevancia en el contexto del cambio climático y el bienestar de la región y el país.

La ocurrencia de desastres asociados a amenazas naturales representa un desafío muy importante para Chile. Los frecuentes incendios en territorios forestales, los costos asociados a aluviones e inundaciones como las ocurridas en los inviernos de 2021 y de 2023 en la región de O’Higgins, e incluso la permanente amenaza de terremotos y volcanes, representan enormes costos para los territorios. Recientemente, la institucionalidad pública ha avanzado en el desarrollo de políticas de prevención de desastres con la aprobación de la Ley 21.364 (2021), creando el Sistema Nacional de Prevención y Respuesta ante Desastres (SINAPRED), sustituyendo la Oficina Nacional de Emergencia (ONEMI) por el Servicio Nacional de Prevención y Respuesta ante Desastres (SENAPRED). La ciencia tiene mucho que aportar a esta nueva institucionalidad pública. La Universidad de O’Higgins (UOH), por ejemplo, colabora con SENAPRED O’Higgins a través de la Mesa de Peligros Geológicos, instaurada el año 2021. No obstante, el desafío de la prevención de desastres y el fomento de la resiliencia necesita otras perspectivas que consideren las características de los espacios geográficos donde se producen los riesgos. Se necesita un trabajo colaborativo con la institucionalidad pública y la comunidad local, pero sobre todo, una perspectiva interdisciplinaria que aúne los conocimientos de la ciencia social y natural. La propuesta presentada busca generar una red que vincule a investigadores/as nacionales (UOH y Universidad de Chile) con investigadores de universidades de Países Bajos (Universidad Libre de Amsterdam) y Dinamarca (Universidad de Copenhague), para realizar actividades de intercambio de experiencias e investigación aplicada. Estos investigadores han logrado incidir en políticas públicas y estrategias a nivel local y regional en diversos países de Europa. Siguiendo una mirada multi-sectorial y nutridos de varias disciplinas, estos expertos han desarrollado perspectivas, herramientas y conocimientos de los cuales, sin duda, podemos aprender dada la coyuntura chilena con su nueva institucionalidad. El proyecto contempla tres etapas para crear y potenciar esta red. Primero, el equipo nacional visitar Ámsterdam y Copenhague para vincularse con equipos interdisciplinarios, intercambiando experiencias de trabajo aplicado. Destaca el trabajo que realiza el equipo de Chile con SENAPRED O’Higgins, y el trabajo aplicado en Europa con el Proyecto LINKS (https://links-project.eu/). Segundo, un experto de Europa visitará la UOH. En esta visita, el invitado participará en reuniones y talleres, y colaborará con investigación aplicada en la región. Y tercero, el proyecto realizará una serie de eventos presenciales, como un seminario nacional con el experto internacional, además de talleres aplicados con diferentes partes interesadas. A estos eventos se invitará a representantes de organismos públicos, académicos/as de otras instituciones y a la comunidad interesada en general. Como resultado, esta red permitirá: (1) intercambiar experiencias y difundir conocimiento aplicado sobre la gestión del riesgo a través de perspectivas interdisciplinarias; (3) potenciar el capital humano de estudiantes de la UOH y promover la investigación interdisciplinaria en la gestión del riesgo; y (3) crear y consolidar una entidad que visibilice el trabajo que realiza la UOH en torno a la gestión del riesgo, contribuyendo así a la reducción del riesgo de desastres a nivel regional y de la macrozona.

Las regiones de O’Higgins y el Maule tienen una historia común, características y un desarrollo social similar. Ambas regiones, ubicadas en el Valle Central chileno, comparten elementos culturales, símbolos, historias y personajes que, su conjunto, reflejan la identidad chilena. La historia de estos territorios incluye conocimiento diverso sobre nuestro pasado reciente y lejano en forma de relatos, pinturas, medios de transporte, mecanismos de comercialización, oficios y manifestaciones culturales, que son comunes a ellas. Debido a las importantes similitudes territoriales, humanas y productivas que poseen las regiones de O’Higgins y el Maule, es que sus universidades estatales proponen la institucionalización de un consorcio interuniversitario para fortalecer las Humanidades, Artes y Ciencias Sociales (HACS) en el Valle Central de Chile, transformando procesos académicos y generando instancias de participación activa con la comunidad territorial. Este consorcio interuniversitario entre la Universidad de Talca y la Universidad de O’Higgins se denomina “Consorcio del Valle Central”, en su afán por ver representadas las realidades y conocimientos territoriales de la costa, del centro y de la cordillera de la VII y VI Región. La creación del Consorcio Valle Central está sustentada en el Plan Estratégico para el Fortalecimiento de las HACS, construido como producto de la etapa 1 de Conocimientos2030. Este, a su vez, está basado en un diagnóstico exhaustivo que incluyó análisis interno, territorial (de cada provincia del Valle Central) y benchmarking con instituciones de referencia. Como resultado, se identificaron una serie de dificultades en nuestras unidades que son relevantes para la transformación de los procesos académicos. Entre ellas: • Rigidez de los programas formativos y uso de metodologías encasilladas en las disciplinas, que dificultan el análisis de la realidad social y pública. • Limitada incorporación de las complejidades del territorio a la formación, afectando negativamente a la relación bidireccional y al desarrollo de iniciativas innovadoras. • Iniciativas académicas se acotan a fondos públicos y muy competitivos, siendo excepciones aquellos del sector privado o de interés público. • Desarrollo incipiente de la inter y transdisciplina (en adelante, ITD), e insuficiente transferencia de conocimientos y tecnologías. • Procesos de desarrollo académico enfatizan el crecimiento individual, poco claros para académicos.as del área de las artes o con enfoque en ITD. Existen diferencias de género favorables a hombres en jerarquización, publicaciones y proyectos obtenidos. • Gestión académica desarticulada entre las unidades, observándose repetición de procesos de gestión entre las unidades participantes. • Los miembros de la comunidad indican percibir lo que denominan “extractivismo académico”, una práctica académica en donde el vínculo con las comunidades termina con la recogida de datos. Además, el conocimiento universitario no es de fácil acceso. El análisis y discusión de las consecuencias de dichas limitaciones derivaron en el planteamiento de propuestas, que buscan generar transformación en nuestros procesos académicos, fomentando la flexibilidad curricular, la ITD, la generación de conocimientos con atención al territorio y la promoción de la equidad entre personas y la participación femenina en roles de liderazgo. Algunas de ellas son: 1. Conformar un consorcio interuniversitario en HACS de las Universidades Públicas de las Regiones VI y VII, cuya gobernanza colaborativa promueva transformaciones en los procesos formativos, de investigación y creación, vinculación con el medio (VcM) y gestión en ambas universidades. Posee sellos específicos en fomento del patrimonio, de salud mental y bienestar, equidad de género y derechos humanos y promueve la discusión y desarrollo de políticas públicas regionales y nacionales. 2. Rediseñar carreras de pregrado HACS en cada universidad, flexibles, incorporando metodologías ITD y problemáticas del Valle Central, formando así competencias de transferencia de conocimientos para la innovación social y la política pública y cultural. 3. Formular e implementar programas de estudio interuniversitarios, con un modelo equivalente a los pregrados rediseñados, con foco en formación continua y postgrado. 4. Construir micro-certificaciones al alero de los planes de estudio de pregrado, promoviendo la flexibilidad curricular y la innovación para las profesiones del futuro. 5. Crear una comisión paritaria de género, ocupada de generación consorciada de propuestas y seguimiento de datos para el logro de la equidad de género, abierto a la comunidad universitaria y del Valle Central. 6. Constituir equipos de investigación/creación con foco ITD e interuniversitario, incorporando problemáticas del Valle Central y promoviendo la discusión y generación de políticas públicas en las áreas de desarrollo. 7. Habilitar un espacio físico independiente a las facultades, donde las personas que se adscriben desarrollen ITD de manera abierta y colaborativa con otros académicos, estudiantes y/o miembros de la sociedad civil. 8. Creación de una gobernanza que involucre a la comunidad académica, estudiantil y de la comuna, para la ejecución y asesoría de las acciones programadas, enfatizando los sellos del proyecto y acercando las propuestas al desarrollo y logro de políticas públicas. 9. Presentar a las autoridades superiores universitarias un perfil de desarrollo de académicas.os HACS con énfasis en indicadores para la jerarquización, homologando con ello las trayectorias académicas en todas las disciplinas universitarias (especialmente artes) incorporando enfoque ITD. 10.Promover la democratización del conocimiento a partir del uso de herramientas de ciencia abierta, incorporándolas en el desarrollo de la formación, y a través del uso de repositorios para el almacenamiento de información de todas las disciplinas HACS. Consideramos que los conocimientos de nuestros territorios son una oportunidad para el mejoramiento de nuestros planes de formación, así como para proponer otros nuevos que articulen las capacidades de los planteles universitarios. Esta propuesta plantea que es prioritaria la capacitación docente en estrategias ITD, permitiendo con ello el abordaje de problemas relevantes para el territorio desde una perspectiva amplia. Todo lo anterior, permitirá formar profesionales capacitados para desarrollarse en entornos complejos. En el campo de la investigación la propuesta considera la creación de grupos de trabajo ITD en temáticas específicas de desarrollo para las HACS, enfatizando los temas de Patrimonio, Salud Mental y Bienestar, y Liderazgo de Mujeres. Estos grupos deberán promover el liderazgo de mujeres en sus propuestas, relacionarse con su espacio de interés e involucrar a los actores sociales de manera activa y recíproca. El objetivo es crear, en 10 años, grupos de referencia nacional en investigación básica, aplicada y artística con base en ITD permitiendo, así, sustentabilidad de las estrategias de desarrollo más allá del periodo de financiación. Construir un camino de desarrollo académico para las HACS, basado en ITD y con especial atención a las artes permitirá mayor equidad disciplinar en este proceso y orientación para el desarrollo, aumentando así el valor de los conocimientos científicos, creativos y tradicionales para la institución. Pretendemos construir una estrategia de VcM sustentada en conocimiento científico y creativo, promoviendo con ello la innovación, la transferencia y el escalamiento de productos, en donde participa de manera activa la comunidad no académica de nuestros territorios. Es nuestro interés democratizar el conocimiento y abrirlo a nuestras comunidades a través de mecanismos de ciencia abierta y, por último, una gobernanza eficiente para articular nuestros objetivos y metas, desarrollando herramientas de discusión colaborativa, seguimiento y evaluación de impacto para la mejora continua. El horizonte de desarrollo de nuestras iniciativas es de diez años, comprometiendo al sexto año de ejecución una serie de acciones que involucran, en ambas regiones, un acercamiento de cada institución a su espacio de influencia y colaboración entre ellas. Así mismo, esperamos constituir un espacio consorciado que promueve una formación profesional sensible a las necesidades del entorno y cuyos estudiantes poseen competencias para atenderlas en colaboración con sus habitantes; que capacita a académicos y profesionales en mecanismos de promoción de la ITD; que participa en la discusión y generación de políticas públicas; que desarrolla conocimiento ITD a través de grupos cuya investigación se aplica a temas específicos, siendo referentes a nivel nacional; que se relaciona con el entorno de manera cooperativa y bidireccional, cuyos conocimientos son la base de la innovación y la transferencia. Y, por último, un espacio que promueve la equidad de género, la participación de mujeres en espacios de liderazgo y la participación social de nuestros territorios. Finalmente, podremos configurarnos como un consorcio universitario con gran presencia en sus regiones y que desarrolle un trabajo virtuoso con diferentes actores del mundo universitario y de la sociedad civil, quienes asesorarán nuestro trabajo de manera que atiendan a políticas públicas y necesidades de los territorios.

En el emergente campo de investigación sobre la identificación de factores de vulnerabilidad para el desarrollo de patología ansiosa, destaca la incorporación de los procesos de generalización del miedo condicionado. La generalización es una característica de las personas ansiosas, en tanto el foco del miedo se vuelve excesivo y se extiende a situaciones que no son amenazantes (i.e. sobregeneralización). Así, variaciones individuales en el proceso de generalización explicarían estos resultados, Alternativamente, se ha propuesto a un fallo en la inhibición del miedo como mecanismo para explicar la sobregeneralización. Tan importante como aprender a temer a una amenaza, es aprender a no tener miedo ante señales de seguridad (i.e., inhibir). Un número de experimentos ha demostrado evidencia sugerente, pero no sustantiva, de propiedades inhibitorias de señales de seguridad en la generalización del miedo en humanos. Los estudios de miedo condicionado, que incluyen medidas de generalización o inhibición, típicamente por separado, proveen un modelo traslacional completo de la ansiedad, abarcando desde su etiología hasta las recaídas luego del tratamiento, permitiendo una comprensión teórica de sus mecanismos subyacentes, y una contribución práctica en la identificación de parámetros para mejorar el tratamiento -basado en la extinción- y reducir así las recaídas. En base a esta relevancia traslacional, es necesario estudiar las diferencias individuales en mecanismos de aprendizaje y su relación con la vulnerabilidad para el desarrollo de la ansiedad (vulnerabilidad ansiosa). En particular, el presente proyecto se interesa en dos procesos: generalización e inhibición del miedo. En la literatura actual, existen cuatro problemas importantes respecto a la evaluación de mecanismos inhibitorios y de la generalización como procesos alternativos para explicar las respuestas excesivas de miedo. 1) Los estudios no incluyen medidas tradicionales de inhibición. 2) No se ha caracterizado el tipo de proceso inhibitorio que participaría en la sobregeneralización. 3) El tercer problema es de índole teórico: existe la posibilidad de que la inhibición sea parte del proceso de generalización (Spence, 1936). Desde esta teoría, no es necesario proponer a la inhibición como alternativa a la generalización del miedo en humanos, en tanto los dos procesos por separado amenazan la parsimonia. La idea básica es que, al establecer discriminaciones -lo opuesto a generalizar- entre señales de amenaza y de seguridad, los sujetos aprenden ambas. De la primera, las calves de amenaza, aprenden una tendencia excitatoria, mientras que, de las señales de seguridad, se adquiere un aprendizaje de tipo inhibitorio. También, las evaluaciones de esta cuestión en la literatura son insuficientes, no existiendo estudios con mediciones independientes de la generalizaciestimón e inhibición. 4) Tampoco existen estudios sistemáticos que evalúen los procesos de generalización e inhibición luego de la adquisición, extinción y situaciones de recaídas. Cada una de estas etapas tiene importancia traslacional en tanto modelan la etiología, el tratamiento y la potencial recaída después del tratamiento en trastornos de ansiedad. Frente a esta problemática, nos preguntamos si en el aprendizaje discriminativo de miedo en la población adulta ¿la generalización y la inhibición contribuyen, de manera separada o como un único mecanismo, en las distintas etapas (adquisición, extinción y recaídas)? ¿Cuál es la relación que tienen estos mecanismos con la vulnerabilidad ansiosa? Para responder a esta pregunta diseñamos 3 líneas de experimentos. En la línea 1 buscamos determinar si manipulaciones que afectan la inhibición producen un efecto sobre la generalización. En la línea 2 buscamos determinar si manipulaciones que afectan la generalización producen un efecto sobre la inhibición. En la línea 3 buscamos determinar si manipulaciones que afectan la inhibición y la generalización interactúan en sus efectos de generalización e inhibitorios. En cada experimento, las manipulaciones son tratadas como variables independientes que generan distintos grupos. Los participantes proveerán respuestas en múltiples medidas de inhibición y generalización en las distintas fases de adquisición, extinción y recaída luego de la extinción. Antes de comenzar el experimento, los participantes proveen respuestas de cuestionarios para evaluar la vulnerabilidad ansiosa. Estos datos permitirán evaluar la relación que tienen los efectos inhibitorios y de generalización con la vulnerabilidad ansiosa. Se espera que 1) los resultados apoyen la teoría de Spence y 2) que se observe más generalización y menos inhibición en sujetos más ansiosos. Este último resultado sería evidencia a favor de que esta variación en los mecanismos de aprendizaje contribuiría a la vulnerabilidad para el desarrollo de sintomatología ansiosa.