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Esta tesis presenta contribuciones en el campo de la planificación automática y la programación de tareas, la rama de la inteligencia artificial que se ocupa de la realización de estrategias o secuencias de acciones típicamente para su ejecución por parte de vehículos no tripulados, robots autónomos y/o agentes inteligentes. Cuando se intenta alcanzar un objetivo determinado, la cooperación puede ser un aspecto clave. La complejidad de algunas tareas requiere la cooperación entre varios agentes. Mas aún, incluso si una tarea es lo suficientemente simple para ser llevada a cabo por un único agente, puede usarse la cooperación para reducir el coste total de la misma. Para realizar tareas complejas que requieren interacción física con el mundo real, los vehículos no tripulados pueden ser usados como agentes. En los últimos años se han creado y utilizado una gran diversidad de plataformas no tripuladas, principalmente vehículos que pueden ser dirigidos sin un humano a bordo, tanto en misiones civiles como militares. En esta tesis se aborda la aplicación de planificación simbólica de redes jerárquicas de tareas (HTN planning, por sus siglas en inglés) en la resolución de problemas de enrutamiento de vehículos (VRP, por sus siglas en inglés) [18], en dominios que implican múltiples vehículos no tripulados de capacidades heterogéneas que deben cooperar para alcanzar una serie de objetivos específicos. La planificación con redes jerárquicas de tareas describe dominios utilizando una descripción que descompone conjuntos de tareas en subconjuntos más pequeños de subtareas gradualmente, hasta obtener tareas del más bajo nivel que no pueden ser descompuestas y se consideran directamente ejecutables. Esta jerarquía es similar al modo en que los humanos razonan sobre los problemas, descomponiéndolos en subproblemas según el contexto, y por lo tanto suelen ser fáciles de comprender y diseñar. Los problemas de enrutamiento de vehículos son una generalización del problema del viajante (TSP, por sus siglas en inglés). La resolución del problema del viajante consiste en encontrar la ruta más corta posible que permite visitar una lista de ciudades, partiendo y acabando en la misma ciudad. Su generalización, el problema de enrutamiento de vehículos, consiste en encontrar el conjunto de rutas de longitud mínima que permite cubrir todas las ciudades con un determinado número de vehículos. Ambos problemas cuentan con una fuerte componente combinatoria para su resolución, especialmente en el caso del VRP, por lo que su presencia en dominios que van a ser tratados con un planificador HTN clásico supone un gran reto. Para la aplicación de un planificador HTN en la resolución de problemas de enrutamiento de vehículos desarrollamos dos métodos. En el primero de ellos presentamos un sistema de optimización de soluciones basado en puntuaciones, que nos permite una nueva forma de conexión entre un software especializado en la resolución del VRP con el planificador HTN. Llamamos a este modo de conexión el método desacoplado, puesto que resolvemos la componente combinatoria del problema de enrutamiento de vehículos mediante un solucionador específico que se comunica con el planificador HTN y le suministra la información necesaria para continuar con la descomposición de tareas. El segundo método consiste en mejorar el planificador HTN utilizado para que sea capaz de resolver el problema de enrutamiento de vehículos de la mejor forma posible sin tener que depender de módulos de software externos. Llamamos a este modo el método acoplado. Con este motivo hemos desarrollado un nuevo planificador HTN que utiliza un algoritmo de búsqueda distinto del que se utiliza normalmente en planificadores de este tipo. Esta tesis presenta nuevas contribuciones en el campo de la planificación con redes jerárquicas de tareas para la resolución de problemas de enrutamiento de vehículos. Se aplica una nueva forma de conexión entre dos planificadores independientes basada en un sistema de cálculo de puntuaciones que les permite colaborar en la optimización de soluciones, y se presenta un nuevo planificador HTN con un algoritmo de búsqueda distinto al comúnmente utilizado. Se muestra la aplicación de estos dos métodos en misiones civiles dentro del entorno de los Proyectos ARCAS y AEROARMS financiados por la Comisión Europea y se presentan extensos resultados de simulación para comprobar la validez de los dos métodos propuestos. This thesis presents contributions in the field of automated planning and scheduling, the branch of artificial intelligence that concerns the realization of strategies or action sequences typically for execution by unmanned vehicles, autonomous robots and/or intelligent agents. When trying to achieve certain goal, cooperation may be a key aspect. The complexity of some tasks requires the cooperation among several agents. Moreover, even if the task is simple enough to be carried out by a single agent, cooperation can be used to decrease the overall cost of the operation. To perform complex tasks that require physical interaction with the real world, unmanned vehicles can be used as agents. In the last years a great variety of unmanned platforms, mainly vehicles that can be driven without a human on board, have been developed and used both in civil and military missions. This thesis deals with the application of Hierarchical Task Network (HTN) planning in the resolution of vehicle routing problems (VRP) [18] in domains involving multiple heterogeneous unmanned vehicles that must cooperate to achieve specific goals. HTN planning describes problem domains using a description that decomposes set of tasks into subsets of smaller tasks and so on, obtaining low-level tasks that cannot be further decomposed and are supposed to be executable. The hierarchy resembles the way the humans reason about problems by decomposing them into sub-problems depending on the context and therefore tend to be easy to understand and design. Vehicle routing problems are a generalization of the travelling salesman problem (TSP). The TSP consists on finding the shortest path that connects all the cities from a list, starting and ending on the same city. The VRP consists on finding the set of minimal routes that cover all cities by using a specific number of vehicles. Both problems have a combinatorial nature, specially the VRP, that makes it very difficult to use a HTN planner in domains where these problems are present. Two approaches to use a HTN planner in domains involving the VRP have been tested. The first approach consists on a score-based optimization system that allows us to apply a new way of connecting a software specialized in the resolution of the VRP with the HTN planner. We call this the decoupled approach, as we tackle the combinatorial nature of the VRP by using a specialized solver that communicates with the HTN planner and provides all the required information to do the task decomposition. The second approach consists on improving and enhancing the HTN planner to be capable of solving the VRP without needing the use of an external software. We call this the coupled approach. For this reason, a new HTN planner that uses a different search algorithm from these commonly used in that type of planners has been developed and is presented in this work. This thesis presents new contributions in the field of hierarchical task network planning for the resolution of vehicle routing problem domains. A new way of connecting two independent planning systems based on a score calculation system that lets them cooperate in the optimization of the solutions is applied, and a new HTN planner that uses a different search algorithm from that usually used in other HTN planners is presented. These two methods are applied in civil missions in the framework of the ARCAS and AEROARMS Projects funded by the European Commission. Extensive simulation results are presented to test the validity of the two approaches.

The yam bean (Pachyrhizus erosus) is an excellent alternative crop for the agricultural diversification in the American tropics, because the tuberous roots can be used as food and natural insecticides are produced with the rotenone extracted from the seeds. The main object of this trial was to submit the latest research findings obtained from the testing of new yam bean genotypes, under different environments in Costa Rica. Three experiments were established during April and July of 1993: 10 genotypes were evaluated at two localities, Alajuela and Turrialba, in the first two trials. The third trial conducted in Turrialba consisted of planting distances (0.10,0.15 and 0.20 m between plants. As a whole, there is a marked tendency with respect to the locality, as it was proven in consecutive trials that Alajuela is the most appropiated zone for growing yam bean. With reference to planting distances, the preliminary results suggest that at shorter distances, the larger the root production and the lower their weight. The yam bean offers an alternative to be considered for the agricultural development of the region because of itsadaptation within the farmers', systems, improving the food sustainability. La Jícama (Pachyrhizus erosus) representa una excelente alternativa para la diversificación de la agricultura en el trópico americano, ya que es posible utilizar sus raíces tuberosas como alimento, y de las semillas obtener rotenona para la elaboración de productos insecticidas naturales. El presente trabajo tiene como objeto informar los últimos adelantos de investigación obtenidos en la evaluación de nuevos genotipos de jícama bajo diferentes condiciones ambientales de Costa Rica. Durante abril y julio de 1993 se establecieron tres experimentos: los primeros dos consideraron la evaluación de 10 genotipos bajo dos localidades, Alajuela y Turrialba. El tercer experimento en Turrialba consideró distancias de siembra (0,10, 0,15 y 0,20 m entre plantas). En general, existió una tendencia muy marcada respecto a la localidad; en ensayos consecutivos se ha comprobado que la zona de Alajuela es la más apropiada para el desarrollo del cultivo de la jícama. Referente a las distancias de siembra los resultados preliminares sugieren que a menor distancia de siembra mayor es la producción de raíces, y menor el peso de las mismas. Para el desarrollo agrícola regional la Jícama ofrece una alternativa de tomar en cuenta, ya que es una especie que se adapta bien dentro de los sistemas de los agricultores, mejorando la sostenibilidad alimenticia.

The sustainable agriculture in Costa Rica must recognize the need of intensifying the productivity as a way to support the increasing demand created by the population growth, but at the same time it has to prevent the best use and conservation of the natural resources. Without natural resources there is no agriculture and without it there isn’t food support. It’s hoped that Costa Rica can satisfy the growing demand of food and other agriculture products; avoiding the fast process of degradation that our soils and forest are suffering. The sustainable agriculture process in Costa Rica and other countries of the region presents an increasing demand of land and natural resources; which causes social, economic and ecological conflicts and competence. This is why Costa Rica must organize a strategy of sustainable development that contemplates the effects of the demographic growth, food support, biodiversity protection, ecosystem regeneration, development of friendly technologies with the environment, regulation on the use of natural resources and the formation of better thought human beings. La agricultura sostenible en Costa Rica debe reconocer la necesidad de intensificar la productividad como medio de soportar la acelerada demanda creada por el incremento poblacional, pero al mismo tiempo debe prever el mejor uso y conservación de los recursos naturales. Sin recursos naturales no hay agricultura y sin ésta no hay seguridad alimentaria. Es de esperar que Costa Rica pueda satisfacer la demanda creciente de alimentos y otros productos agrícolas; evitando el acelerado proceso de degradación que sufren nuestros suelos y bosques. El proceso de agricultura sostenible en Costa Rica y otros países de la región, presenta un incremento en la demanda de tierras y recursos naturales; lo cual suscita competencias y agudos conflictos sociales, económicos y ecológicos. Costa Rica debe plantearse una estrategia de desarrollo sostenible que contemple los efectos asociados del crecimiento demográfico, la seguridad alimentaria, la protección de la biodiversidad, la regeneración de los ecosistemas, el desarrollo de tecnologías amigables con el ambiente, la regulación sobre el acceso a los recursos naturales y la formación de capital humano.

Al presente, el jardín botánico Cabiria-1 consiste de 163 introducciones, 78 géneros, 101 especies y 31 familias principalmente de ornamentales y árboles frutales, en 42 líneas numeradas de sur a norte. Cada accesión tiene su propia numeración, la cual corresponde a un número de introducción único, las introducciones en su mayoría están representadas por 2-3 plantas. La organización del presente catálogo incluye el nombre científico, nombre común, la respectiva familia, su localización y el número particular para la accesión registrado en CATIE. El catálogo en mención se ordena de acuerdo a la fila, mapa, ubicación y número de plantas.

Tesis (Maestría) -- CATIE, Turrialba (Costa Rica), 1992 La caracterización sistemática de 40 accesiones de Pachyrhizus erosus se realizón en Turrialba, Costa Rica, a 602 MONnm, 9°53' LN y 83°38' LO. Una muestra aleatoria de 31 accesiones se consideró para estimar índices de herencia (H{ostrok}), correlaciones genéticas (rg), fenotípicas (rf) y ambientales (re) en las localidades de Turrialba y Guácimo, mediante análisis de varianza-covarianza. Se construyeron índices de selección para predecir el mérito genético de las acciones, utilizando caracteres correlacionados con el peso de la raíz tuberosa. La caracterización utilizó una matriz de distancias entre accesiones para un total de 86 caracteres, la cual se utilizó para el análisis de agrupamiento jerárquico de Ward. Las diferencias entre y dentro de grupos se analizaron para los caracteres de mayor valor discriminante "D" y su respectivo análisis de frecuencia. La colección se clasificó en tres grupos mútuamente excluyentes para 13 caracteres cualitativos y 6 cuantitativos de mayor valor "D". Para caracterizar accesiones de jícama se identificaron 10 caracteres cualitativos y 9 cuantitativos con mayor poder discriminante, siendo los caracteres de la flor los de mayor importancia en la clasificación. El color del estandarte de la flor, porcentaje de raíces medianas, número de botones florales por inflorescencia y la forma de la raíz fueron caracteres útiles para discriminar grupos y accesiones dentro de grupos, por lo tanto, ellos pueden utilizarse para la descripción inicial de cualquier colección de P. erosus. El estudio de correlación mostró rg y rf negativas entre el peso de raíz con los caracteres del crecimiento vegetativo y la floración. El ambiente más cálido de Guácimo favoreció el crecimiento vegetativo e hizo menos consistente las rg y rf de los caracteres, comparado con Turrialba. En Turrialba, el uso del índice de selección donde la función lineal incluye los caracteres del peso de raíz, diámetro de raíz, días al inicio de la floración, botones florales y el número de hojas, produce el mayor avance genético con eficiencia relativa de 113 por ciento, comparado al que se obtiene al utilizar solamente el peso de la raíz. El índice de selección apropiado en Guácimo es el que contiene los caracteres del peso de raíz, diámetro de raíz, longitud del tallo, días al inicio de la floración y el número de nudos del tallo principal.

Tesis (Mag.Sc.) - CATIE, Turrialba (Costa Rica), 1991 La presente investigación se realizó con el propósito de proveer un marco de referencia sobre el comportamiento de varios cruces clonales de cacao sembrados en la zona Atlántica. El primer objetivo consistió en describir y determinar los factores limitantes del sistema de cultivo del cacao en la zona Atlántica. Para este fin se realizó una encuesta estructurada a 29 productores de cacao, seleccionados al azar de varias listas de productores suministradas por el MAG y el IDA, de los cantones de Guácimo, Siquirres y Talamanca. Los resultados obtenidos de la encuesta mostraron que el cacao fue cultivado por pequeños productores, con promedio de 2 ha de cacao y 17 ha de finca el área con cacao estuvo negativamente correlacionado con el tamaño de la finca. El cacao no constituyó la principal actividad económica familiar en las fincas cacaoteras, en el 88 de los casos apenas llegó a cubrir entre el 1 y 25 del ingreso familiar. En este contexto los productores vieron frustradas sus esperanzas de superación económica con el cultivo. El 50 de los finqueros reemplazará el área por actividades agropecuarias más rentables. El sistema de cultivo mostró bajos niveles tecnológicos, como consecuencia del poco éxito del proceso de transferencia tecnológica, el costo de los insumos y la falta de motivación del productor resultando en bajos rendimientos del cultivo que en promedio alcanzó 243 Kg/ha. El mal manejo de las plantaciones fue evidente, especialmente en el control de las enfermedades, el manejo de la sombra, el drenaje, y la poda. Los problemas limitantes de la producción identificados por los productores fueron diferente tipo y origen, entre los más importantes se incluyen el rendimiento, las enfermedades, el precio, los insumos y la clase de semilla. Todas estas limitantes, conjuntamente con el mal drenaje, la poca profundidad de algunos suelos, y la alta pluviosidad de determinadas regiones, tornaron la actividad cacaotera en poco rentable. El segundo objetivo de la investigación consitió en estimar los parámetros de productividad y estudiar el efecto de la compatibilidad sobre los árboles de cacao seleccionados en los cantones de Talamanca y Guácimo. Para este fin se efectuaron 5 mediciones por año, de características productivas de los árboles, pertenecientes a 20 fincas. La compatibilidad fue estudiada en 40 árboles, donde fueron autopolinizados 10 flores/árbol, pertenecientes a 5 fincas del cantón de Guácimo.

Tesis (M. Sc) -- CATIE, Turrialba (Costa Rica), 1991 Se hizo un estudio de la descripción sistemática de 106 introducciones de Ipomoea batatas (L.) Lam. en Turrialba, Costa Rica, a 602 MONnm, 9° 53' LN y 83° 38' LO. Se consideraron 14 progenitores y 64 de sus progenies producto de un ciclo de policruzas y en los cuales se estimó el índice de herencia (h{ostrok}), correlaciones genéticas (rg), índice de herencia (h{ostrok}), correlaciones genéticas (rg), fenotípicas (rf) y ambientales (rA) en Turrialba y Guácimo mediante análisis de covarianzas cruzadas, utilizando la relación progenies progenitores. La descripción se hizo empleando el análisis por conglomerados de mínima varianza, el valor discriminativo "D" de descriptores cualitativos y cuantitativos y análisis de frecuencia. Se escogieron dos tipos de agrupamiento. Cada uno con siete conglomerados. El tipo 1 con base en 52 descritores y el 2 con base en diez. El tipo 1 se consideró el más apropiado para fines de mejoramiento, dado que agrupó más clones con caracteres deseables. El tipo 2 fue complementario. Los descriptores pigmentación de venas en el envés, el color de la pulpa, el color predominante de la raíz, el hábito de crecimiento de la planta, y el color y tipo de lóbulos de la hoja madura, tuvieron suficiente valor discriminativo para separar clones y grupos de clones. Estos descriptores han sido utilizados por El Centro Internacional de la Papa (CIP) en Perú y El Highland Agricultural Experiment Station (HAES) en Papúa Nueva Guinea para describir grandes colecciones. Por lo tanto se pueden utilizar para descripción inicial de cualquier colección de batata. Los descriptores cualitativos con mayor poder discriminativo fueron los que tuvieron estados de 4 a 10, mientras que para los cuantitativos, fueron los que tuvieron más diferencias significativas entre grupos. El h{ostrok} y rg, rf y rA variaron con la localidad, indicando la existencia de interacción genotipo x ambiente. La magnitud de las correlaciones genéticas indicó la posible ausencia de asociación consistente en poblaciones para otras poblaciones segregantes, limitando el progreso de un programa de selección. Se prevee poca efectividad de selección simultánea para varios de los caracteres estudiados, debido a la alta magnitud de las correlaciones ambientales.

Tesis (M. Sc) -- IICA, Turrialba (Costa Rica), 1991 El presente estudio tuvo como objetivo general evaluar, bajo las condiciones de Turrialba, Costa Rica, el comportamiento y la segregación de los árboles del cruce interclonal Catongo x Pound-12, en cuanto a características de rendimiento, reacción a la mazorca negra (Phytophthora palmivora), compatibilidad y fenología. Los árboles de cacao utilizados, forman parte del experimento central "La Montaña", establecido en 1977 bajo dos sistemas de sombra, laurel (Cordia alliodora) y poró (Erythrina poeppigiana). Este experimento incluye originalmente dos tratamientos (tipos de sombra) y dos repeticiones y consiste en cada tratamiento y repetición de una parcela útil de 32 plantas del cruce interclonal. Adicionalmente se utilizaron los clones progenitores Catongo y Pound-12 ubicados en la colección de germoplasma de cacao del CATIE. El patrón fenológico de los árboles tanto de los clones como de la descendencia, fue afectado por los parámetros climáticos, especialmente la temperatura máxima y mínima. La floración, como principal caracter fenológico, se distribuyó durante todo el año, hubo dos "picos" de floración, el primero entre los meses de abril y junio y el segundo (menos intenso) entre los meses de octubre y noviembre. En resumen, el estudio determinó que 6 árboles, equivalentes al 5 de la población evaluada, tuvieron alto rendimiento y fueron resistentes a la mazorca negra y autocompatibles por lo que fueron considerados árboles élites. Adicionalmente se separó otro grupo de árboles con caracteres de importancia para futuros programas de mejoramiento genético.

Tesis (M. Sc) -- CATIE, Turrialba (Costa Rica), 1990 Esta investigación se realizó en la Unidad de Biotecnología del Programa de Mejoramiento de Cultivos Tropicales del CATIE, con la finalidad de establecer el protocolo de micropropagación del chayote Sechium edule, para posteriormente desarrollar la metodología de conservación in vitro para el establecimiento de un futuro banco de germoplasma. El protocolo de micropropagación se desarrolló utilizando microestacas de aproximadamente 5mm de longitud, las que fueron sembradas en un medio que contenía las sales de Murashige y Skoog (MON)(1962), complementado con ácido nicotínico (0,5 mg/l), piridoxina (0,5 mg/l), Tiamina-HCl (0,1 mg/l), inositol (100 mg/l), caseína hidrolizada (200 mg/l), sacarosa (30 g/l) y Gel-Rite (1,5 g/l). La inhibición del crecimiento se logró sometiendo los explantes durante un mes a estrés osmótico (4 a 8 por ciento de sacarosa), a bajas temperaturas (16, 18, 20, 22°C) o añadiendo ácido acetil salicílico (AAS) (10-3, 10-6 y 10-8 M) al medio de cultivo MON (1962) empleado en micropropagación. En cada caso se seleccionaron los tratamientos más efectivos. En la segunda etapa del trabajo de conservación se combinó el efecto de la temperatura (16°C) con el estrés hídrico y con el AAS (10-3M) por un período de seis meses con evaluaciones mensuales. Todos los tratamientos factoriales, así como las interacciones de los tratamientos seleccionados inhibieron el crecimiento. Se determinó la influencia de cada tratamiento en las siguientes variables: incremento de peso(mg), incremento de longitud(mm), peso seco(mg), número promedio de hojas y brotes producidos, sobrevivencia, presencia y longitud de raíces y aspectos morfogénicos. Se encontró que el tratamiento de conservación in vitro que provocó menos daños a los explantes y no produjo alteraciones morfológicas fue el que combinó una temperatura de 16°C con un 6 por ciento de sacarosa.