Skip to main content

TIN2016-78410-R. Técnicas de Optimización Meta-heurísticas Aplicadas a la Salud (TOMAS - MORPH)

El ritmo de vida ajetreado de la sociedad actual en la que las personas, sin distinción de género, trabajan y se desplazan de un lugar a otro de forma constante no deja en muchas ocasiones tiempo suficiente para dedicar a la adquisición y preparación de un alimento de calidad. Esto unido a una poca frecuencia en la realización de actividad física induce a altos niveles de sobrepeso y obesidad en la población, los cuales no han dejado de ir en aumento en los últimos años. Es por ello que el objetivo de este proyecto es estudiar y proponer extensiones y mejoras de modelos de optimización multi-objetivo y aplicarlas al estudio del problema de la planificación de menús saludables y equilibrados. Resolver el problema es prácticamente imposible con técnicas convencionales de investigación operativa para instancias de gran tamaño y con numerosos atributos. Por lo que se propone el uso de algoritmos evolutivos multi-objetivo. Entre las ventajas del uso de estas estrategias de resolución se tienen: su capacidad para generar una aproximación al Frente de Pareto desde las primeras generaciones; su independencia de las propiedades matemáticas de las funciones objetivo y de las restricciones, y su dependencia polinómica del tamaño de la instancia. Así pues, se hace necesario diseñar e implementar distintas codificaciones, heurísticas y meta-heurísticas y determinar cuál es la que mejor resultados proporciona. Se probará el uso de distintas técnicas en paralelo, haciendo especial hincapié en adjudicar más recursos computacionales a aquellos algoritmos que mejor se adapten. Esto permitirá facilitar y acelerar el proceso de búsqueda, puesto que además de ofrecer buena relación calidad-tiempo, evitará la comprobación sistemática de cada algoritmo de forma manual. Con este proyecto se inicia la colaboración con la Dirección General de Salud Pública del Gobierno de Canarias que tiene entre sus funciones establecer y ejecutar los planes, programas y actuaciones en el ámbito de la salud medioambiental, higiene alimentaria y ordenación farmacéutica. Entre sus actuaciones está el Programa de Eco-comedores Escolares de Canarias promovido y coordinado por el Instituto Canario de Calidad Agroalimentaria (ICCA) en colaboración con la Dirección general de Ordenación, Innovación y Promoción Educativa de la Consejería de Educación, Universidades y Sostenibilidad. Estas tres instituciones están interesadas no solo en los resultados del proyecto sino en proporcionar acceso a sus bancos de datos y a entrevistas con los participantes en su programa de forma que se puedan definir el conjunto de requerimientos específicos del problema. Así pues, el proyecto está orientado hacia su trasvase a la industria. El proyecto está enfocado a realizar avances con clara aplicación de interés social de la Informática. La propuesta pretende además crear en los próximos cuatro años un grupo de investigación multidisciplinar dedicado al diseño de algoritmos multi-objetivo aplicados a la resolución de problemas de salud pública, así como, de las interfaces de usuario que permitan su utilización por usuarios no expertos. Se impulsará la formación de personal investigador y se abordará una decidida internacionalización de los resultados con visitas a equipos extranjeros y publicaciones de impacto.

The busy lifestyle of today’s society in which people, regardless of gender, work and move from place to place constantly not leaves often enough time to devote to the acquisition and preparation of quality food. This coupled with the lack of physical activity induces high levels of overweight and obesity in the population, which have not ceased to be increasing in recent years. Therefore, the objective of this project is to study and propose extensions and improvements to mono-objective and multi-objective optimization models and apply them to study the problem of planning healthy and balanced menus. Solving the problem is practically impossible with conventional operation research techniques when the instances are large and with numerous attributes. It is for this reason that the use of meta-heuristics, including evolutionary algorithms, is proposed. In the particular case of solving multi-objective variants of the problem, among the advantages of using these resolution strategies are: its ability to generate an approximation of the Pareto front since the first generations/iterations; their independence of the mathematical properties of the objective functions and constraints, and their polynomic dependence on the size of the instance. Thus, it is necessary to design and implement different encodings, heuristics and meta-heuristics and determine which ones provide better results. Additionally, the use of different techniques will be tested in parallel, with particular emphasis on allocating more computational resources to those algorithms that are best suited. This will facilitate and accelerate the search process, as well as offering good value for time, avoid checking each algorithm manually. With this project we initiate a collaboration with the Directorate-General of Public Health of the Canary Islands Government which has among its functions to establish and implement plans, programs and actions in the field of environmental health, food hygiene and pharmaceutical management. Among its activities there is the Eco-canteens School Program for Canary Islands promoted and coordinated by the Canarian Institute of Food Quality (ICCA) in collaboration with the General Directorate for Innovation and Educational Development of the Ministry of Education, Universities and Sustainability. These three institutions are not only interested in the results of the project but in to provide access to their databases and interviews with participants in the program so that the set of specific requirements of the problem can be defined. Thus, the project is facing its transfer to industry. The project is aimed to make progress in a área of social interest by applying Information Technologies. The proposal also aims to create over the next four years, a multidisciplinary research group dedicated to the design of multi-objective algorithms for the solving public health problems, as well as for the user interfaces that will allow their use by non-expert users. This Project commits for a determined internationalization of the results, with impact publications, visits to releated-research foreign teams, and training of the research staff.

Investigador/a de la Universidad de La Laguna