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Título : Modelos supervisados asistidos por circuitos cuánticos variacionales para la caracterización conductual de interacciones orales en centros de contacto
Autor : Zambrano Dávila, Alfredo Joaquín
Balladares Celleri, Abel Alexander
Bauz Olvera, Sergio Alex, Director
Palabras clave : Aprendizaje supervisado
Circuitos cuánticos variacionales
Análisis del habla
Centros de contacto
Emociones
Inteligencia artificial cuántica
Fecha de publicación : 2025
Editorial : ESPOL.FIEC
Citación : Zambrano Dávila A.J, Balladares Celleri A.A. (2025) Modelos supervisados asistidos por circuitos cuánticos variacionales para la caracterización conductual de interacciones orales en centros de contacto [Proyecto Titulación] Escuela Superior Politécnica del Litoral
Resumen : This project proposes an innovative approach for the behavioral characterization of oral interactions in contact centers, through supervised models assisted by variational quantum circuits. The objective is to classify attributes such as emotions, veracity, stress level, and speaker identity based on acoustic signals. The hypothesis posits that the use of hybrid quantum-classical models improves classification accuracy compared to traditional models. The justification lies in the need for more efficient systems for emotional and behavioral analysis in spoken language. An experimental prototype was developed using a simulated dataset of contact center conversations, processed through phonetic techniques such as MFCC. Dimensionality reduction methods (PCA) were applied, along with encoding classical data into parameterized quantum circuits. The architecture is based on supervised training of VQC models using parameter-shift optimization. Libraries such as PennyLane and openSMILE were used for signal processing and model training. As a preliminary result, the quantum model achieved accuracy comparable to or higher than classical models such as SVM and Random Forest in multiclass classification tasks. These results are encouraging, as they position variational quantum circuits as an important alternative for solving complex problems related to speech processing. It is concluded that quantum computing applied to machine learning offers promising advantages in voice analysis contexts and represents a high-potential research line for the future of spoken language processing. Keywords: supervised learning, variational quantum circuits, speech analysis, contact centers, emotions, quantum artificial intelligence.
Descripción : Este proyecto propone un enfoque innovador para la caracterización conductual de interacciones orales en centros de contacto, mediante modelos supervisados asistidos por circuitos cuánticos variacionales. El objetivo es clasificar atributos como las emociones, veracidad, el nivel de estrés y la identidad del hablante, a partir de señales acústicas. Se plantea como hipótesis que el uso de modelos híbridos cuántico-clásicos permite mejorar la precisión de clasificación en comparación con modelos tradicionales. La justificación radica en la necesidad de sistemas más eficientes para el análisis emocional y conductual en lenguaje oral. Se desarrolló un prototipo experimental que emplea un dataset simulados de conversaciones en call centers, procesados mediante técnicas fonéticas como MFCC. Se aplicaron métodos de reducción de dimensionalidad (PCA) y codificación de datos clásicos en circuitos cuánticos parametrizables. La arquitectura se basa en entrenamiento supervisado de modelos VQC utilizando optimización por desplazamiento de parámetros. Se emplearon bibliotecas como PennyLane y openSMILE en el procesamiento y entrenamiento. Como resultado preliminar, se observó que el modelo cuántico obtuvo una precisión comparable a los modelos clásicos como SVM y Random Forest en tareas de clasificación multiclase. Estos resultados son alentadores, ya que colocan a los circuitos cuánticos variacionales como una alternativa importante a la hora de abordar problemas complejos relacionados con el tratamiento del habla. Se concluye que la computación cuántica aplicada al aprendizaje automático ofrece ventajas prometedoras en contextos de análisis vocal, y representa una línea de investigación con alto potencial para el futuro del procesamiento del lenguaje oral.
URI : http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/68285
Aparece en las colecciones: Tesis de Maestría en Ciencia de Datos

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