An optical flow-based sensing system for reactive mobile robot navigation

This work discusses the use of optical flow to generate the sensorial information a mobile robot needs to react to the presence of obstacles when navigating in a non-structured environment. A sensing system based on optical flow and time-to-collision calculation is here proposed and experimented, which accomplishes two important paradigms. The first one is that all computations are performed onboard the robot, in spite of the limited computational capability available. The second one is that the algorithms for optical flow and time-to-collision calculations are fast enough to give the mobile robot the capability of reacting to any environmental change in real-time. Results of real experiments in which the sensing system here proposed is used as the only source of sensorial data to guide a mobile robot to avoid obstacles while wandering around are presented, and the analysis of such results allows validating the proposed sensing system.

A low concentration of ouabain (0.18 µg/kg) enhances hypertension in spontaneously hypertensive rats by inhibiting the Na+ pump and activating the renin-angiotensin system

We investigated the effects of low ouabain concentrations on systolic (SAP) and diastolic (DAP) arterial pressures and on pressor reactivity in 3-month-old male spontaneously hypertensive rats (SHR). Arterial blood pressure (BP) and pressor reactivity to phenylephrine (PHE) were investigated before and after 0.18 μg/kg ouabain administration (N = 6). The influence of hexamethonium (N = 6), canrenone (N = 6), enalapril (N = 6), and losartan (N = 6) on ouabain actions was evaluated. Ouabain increased BP (SAP: 137 ± 5.1 to 150 ± 4.7; DAP: 93.7 ± 7.7 to 116 ± 3.5 mmHg; P < 0.05) but did not change PHE pressor reactivity. Hexamethonium reduced basal BP in control but not in ouabain-treated rats. However, hexamethonium + ouabain increased DAP sensitivity to PHE. Canrenone did not affect basal BP but blocked ouabain effects on SAP. However, after canrenone + ouabain administration, DAP pressor reactivity to PHE still increased. Enalapril and losartan reduced BP and abolished SAP and DAP responses to ouabain. Enalapril + ouabain reduced DAP reactivity to PHE, while losartan + ouabain reduced SAP and DAP reactivity to PHE. In conclusion, a small dose of ouabain administered to SHR increased BP without altering PHE pressor reactivity. Although the renin-angiotensin system (RAS), Na+ pump and autonomic reflexes are involved in the effects of ouabain on PHE reactivity, central mechanisms might blunt the actions of ouabain on PHE pressor reactivity. The effect of ouabain on SAP seems to depend on the inhibition of both Na+ pump and RAS, whereas the effect on DAP seems to depend only on RAS.

Uma contribuição ao estudo de sinais de EEG para avaliar estados emocionais e mentais de crianças com autismo na interação com robô móvel

O Transtorno do Espectro do Autismo (TEA) caracteriza-se por uma série de distúrbios cognitivos e neurocomportamentais e sua prevalência mundial é estimada em 1 criança com TEA a cada 160 crianças com típico desenvolvimento (TD). Indivíduos com TEA apresentam dificuldade em interpretar as emoções alheias e em expressar sentimentos. As emoções podem ser associadas à manifestação de sinais fisiológicos, e, dentre eles, os sinais cerebrais têm sido muito abordados. A detecção dos sinais cerebrais de crianças com TEA pode ser benéfica para o esclarecimento de suas emoções e expressões. Atualmente, muitas pesquisas integram a robótica ao tratamento pedagógico do TEA, através da interação com crianças com esse transtorno, estimulando habilidades sociais, como a imitação e a comunicação. A avaliação dos estados mentais de crianças com TEA durante a sua interação com um robô móvel é promissora e assume um aspecto inovador. Assim, os objetivos deste trabalho foram captar sinais cerebrais de crianças com TEA e de crianças com TD, como grupo controle, para o estudo de seus estados emocionais e para avaliar seus estados mentais durante a interação com um robô móvel, e avaliar também a interação dessas crianças com o robô, através de escalas quantitativas. A técnica de registro dos sinais cerebrais escolhida foi a eletroencefalografia (EEG), a qual utiliza eletrodos colocados de forma não invasiva e não dolorosa sobre o couro cabeludo da criança. Os métodos para avaliar a eficiência do uso da robótica nessa interação foram baseados em duas escalas internacionais quantitativas: Escala de Alcance de Metas (do inglês Goal Attainment Scaling - GAS) e Escala de Usabilidade de Sistemas (do inglês System Usability Scale - SUS). Os resultados obtidos mostraram que, pela técnica de EEG, foi possível classificar os estados emocionais de crianças com TD e com TEA e analisar a atividade cerebral durante o início da interação com o robô, através dos ritmos alfa e beta. Com as avaliações GAS e SUS, verificou-se que o robô móvel pode ser considerado uma potencial ferramenta terapêutica para crianças com TEA.