Study on the development of an autonomous mobile robot

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Haptic robot-environment interaction for self-supervised learning in ground mobility

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Neuropatia Incapacidade e Aspectos Ortopédicos da Lepra na Guiné - Bissau

A lepra resulta da infecção por M. leprae. Manifesta-se fundamentalmente por lesões cutâneas e dos nervos periféricos podendo, no entanto, atingir outros órgãos e sistemas. A neuropatia periférica a nível dos membros, com consequente disfunção sensitiva e motora, pode culminar em lesões deformantes e gravemente incapacitantes. A terapêutica médica e cirúrgica, bem como a reabilitação têm um lugar importante na prevenção e no tratamento destas lesões. Este foi um estudo de carácter observacional, transversal e analítico, com o objectivo de caracterizar uma população de doentes com lepra no que se refere às sequelas do foro neuro-músculo-esquelético. Pretendeu-se avaliar o seu impacto em termos de incapacidade, de forma a determinar as necessidades no que respeita a intervenções preventivas e terapêuticas. A população estudada incluía dois grupos de doentes com diagnóstico de lepra – novos doentes (ND) e antigos doentes (AD) – internados ou seguidos em ambulatório no Hospital de Cumura, onde confluem todos os casos de lepra reportados na Guiné-Bissau. Para a colheita de dados foi realizada a consulta de registos clínicos do hospital, bem como a avaliação de doentes segundo um protocolo elaborado para o efeito. Para a classificação da incapacidade foi usado o Maximum Impairment Grade da OMS e o Eye Foot and Hand Score. A amostra consistiu em 82 doentes (54 ND e 28 AD). No grupo ND obteve-se 9,3% de indivíduos com idade inferior a 15 anos, 63,0% de indivíduos com doença do tipo multibacilar (MB) e 29,6% de indivíduos com incapacidade grau 2. Neste grupo os indivíduos paucibacilares (PB) apresentavam 10,0% de incapacidade grau 2 e os MB 41,2%. No grupo dos AD a incapacidade grau 2 ocorreu em 80,0% dos casos. Os troncos nervosos mais frequentemente envolvidos foram, por ordem decrescente de frequência: 1) nos ND, o tibial posterior, o mediano, o cubital, o ciático popliteu externo e o radial; 2) nos AD, o tibial posterior, o cubital, o mediano, o ciático popliteu externo e o radial. Os troncos nervosos que mais se associaram a lesões/deformidades foram nos ND e AD: o tibial posterior, cubital e mediano. As lesões dos membros mais frequentes foram: 1) nos ND, feridas e úlceras das mãos e dos pés, mutilação de dedos das mãos; 2) nos AD, mutilação das mãos e pés e mão em garra. O pé pendente/equino ocorreu apenas nos AD. Após o diagnóstico a maioria dos AD foram abandonados pela família ou amigos e encontravam-se dependentes nas actividades domésticas. Globalmente, 78% não retomou a sua actividade profissional (na maior parte das vezes ligada ao trabalho rural) ou mudou de ocupação. Os resultados obtidos sugerem que uma proporção importante de indivíduos está a ser diagnosticada tardiamente, o que pode corresponder a um maior número de casos detectados activamente em zonas antes não abrangidas pelas actividades de controlo da lepra. A maioria dos novos casos detectados eram MB, que correspondiam aos que apresentavam maior incapacidade. Os troncos nervosos mais atingidos foram os descritos na literatura, resultando nas lesões habituais. Estas são abordadas correctamente se passíveis de tratamento conservador, contudo parece escassear o recurso a soluções cirúrgicas. Estas lesões estiveram associadas a impacto negativo na qualidade de vida e integração social destes doentes. O estudo sugere que a detecção precoce da lepra e das lesões incapacitantes a ela associadas podem ser optimizadas no hospital de Cumura. Existe lugar para o tratamento cirúrgico que pode alterar a história natural da doença e suas consequências físicas, familiares e sociais.

Probabilistic constraint reasoning with Monte Carlo integration to robot localization

This work studies the combination of safe and probabilistic reasoning through the hybridization of Monte Carlo integration techniques with continuous constraint programming. In continuous constraint programming there are variables ranging over continuous domains (represented as intervals) together with constraints over them (relations between variables) and the goal is to find values for those variables that satisfy all the constraints (consistent scenarios). Constraint programming “branch-and-prune” algorithms produce safe enclosures of all consistent scenarios. Special proposed algorithms for probabilistic constraint reasoning compute the probability of sets of consistent scenarios which imply the calculation of an integral over these sets (quadrature). In this work we propose to extend the “branch-and-prune” algorithms with Monte Carlo integration techniques to compute such probabilities. This approach can be useful in robotics for localization problems. Traditional approaches are based on probabilistic techniques that search the most likely scenario, which may not satisfy the model constraints. We show how to apply our approach in order to cope with this problem and provide functionality in real time.

Teleoperation of a service robot using a mobile device

Teleoperation is a concept born with the rapid evolution of technology, with an intuitive meaning "operate at a distance." The first teleoperation system was created in the mid 1950s, which were handled chemicals. Remote controlled systems are present nowadays in various types of applications. This dissertation presents the development of a mobile application to perform the teleoperation of a mobile service robot. The application integrates a distributed surveillance (the result of a research project QREN) and led to the development of a communication interface between the robot (the result of another QREN project) and the vigilance system. It was necessary to specify a communication protocol between the two systems, which was implemented over a communication framework 0MQ (Zero Message Queue). For the testing, three prototype applications were developed before to perform the test on the robot.

Integration of a mobile autonomous robot in a surveillance multi-agent system

This dissertation aims to guarantee the integration of a mobile autonomous robot equipped with many sensors in a multi-agent distributed and georeferenced surveillance system. The integration of a mobile autonomous robot in this system leads to new features that will be available to clients of surveillance system may use. These features may be of two types: using the robot as an agent that will act in the environment or by using the robot as a mobile set of sensors. As an agent in the system, the robot can move to certain locations when alerts are received, in order to acknowledge the underlying events or take to action in order to assist in resolving this event. As a sensor platform in the system, it is possible to access information that is read from the sensors of the robot and access complementary measurements to the ones taken by other sensors in the multi-agent system. To integrate this mobile robot in an effective way it is necessary to extend the current multi-agent system architecture to make the connection between the two systems and to integrate the functionalities provided by the robot into the multi-agent system.

And in his hand he baar a myghty bowe

As razões justificativas deste apontamento sobre a presença e o papel históricos do arco, enquanto instrumento bélico, na Baixa Idade Média inglesa decorrem da inclusão do Professor Hélio Osvaldo Alves no júri de doutoramento da dissertação Príncipe dos Ladrões: Robin Hood na Cultura Inglesa (c.1377-1837), por nós apresentada à Faculdade de Ciências Sociais e Humanas da Universidade Nova de Lisboa em Julho de 1996. Embora nessa altura conhecêssemos já o fascínio do Professor Hélio Alves por figuras, movimentos e projectos ‘marginais’ ou ‘marginalizados’ (fascínio que, diga-se de passagem, nos habituámos a atribuir também à sua transbordante humanidade, à capacidade alquímica de fundir inconformismo e compaixão e ao exercício solidário --- e às vezes decerto solitário --- do direito à indignação moral e cívica), foi ainda assim com surpresa que deparámos, numa das suas últimas obras e a propósito dos Luditas, com “Robin Hood revisitado” (Alves, 2002: 77-96).

Augmenting spaces and creating interactive experiences using video camera networks

This research addresses the problem of creating interactive experiences to encourage people to explore spaces. Besides the obvious spaces to visit, such as museums or art galleries, spaces that people visit can be, for example, a supermarket or a restaurant. As technology evolves, people become more demanding in the way they use it and expect better forms of interaction with the space that surrounds them. Interaction with the space allows information to be transmitted to the visitors in a friendly way, leading visitors to explore it and gain knowledge. Systems to provide better experiences while exploring spaces demand hardware and software that is not in the reach of every space owner either because of the cost or inconvenience of the installation, that can damage artefacts or the space environment. We propose a system adaptable to the spaces, that uses a video camera network and a wi-fi network present at the space (or that can be installed) to provide means to support interactive experiences using the visitor’s mobile device. The system is composed of an infrastructure (called vuSpot), a language grammar used to describe interactions at a space (called XploreDescription), a visual tool used to design interactive experiences (called XploreBuilder) and a tool used to create interactive experiences (called urSpace). By using XploreBuilder, a tool built of top of vuSpot, a user with little or no experience in programming can define a space and design interactive experiences. This tool generates a description of the space and of the interactions at that space (that complies with the XploreDescription grammar). These descriptions can be given to urSpace, another tool built of top of vuSpot, that creates the interactive experience application. With this system we explore new forms of interaction and use mobile devices and pico projectors to deliver additional information to the users leading to the creation of interactive experiences. The several components are presented as well as the results of the respective user tests, which were positive. The design and implementation becomes cheaper, faster, more flexible and, since it does not depend on the knowledge of a programming language, accessible for the general public.

Detection of purkinje images for automatic positioning of fixation target and interferometric measurements of anterior eye chamber

In cataract surgery, the eye’s natural lens is removed because it has gone opaque and doesn’t allow clear vision any longer. To maintain the eye’s optical power, a new artificial lens must be inserted. Called Intraocular Lens (IOL), it needs to be modelled in order to have the correct refractive power to substitute the natural lens. Calculating the refractive power of this substitution lens requires precise anterior eye chamber measurements. An interferometry equipment, the AC Master from Zeiss Meditec, AG, was in use for half a year to perform these measurements. A Low Coherence Interferometry (LCI) measurement beam is aligned with the eye’s optical axis, for precise measurements of anterior eye chamber distances. The eye follows a fixation target in order to make the visual axis align with the optical axis. Performance problems occurred, however, at this step. Therefore, there was a necessity to develop a new procedure that ensures better alignment between the eye’s visual and optical axes, allowing a more user friendly and versatile procedure, and eventually automatizing the whole process. With this instrument, the alignment between the eye’s optical and visual axes is detected when Purkinje reflections I and III are overlapped, as the eye follows a fixation target. In this project, image analysis is used to detect these Purkinje reflections’ positions, eventually automatically detecting when they overlap. Automatic detection of the third Purkinje reflection of an eye following a fixation target is possible with some restrictions. Each pair of detected third Purkinje reflections is used in automatically calculating an acceptable starting position for the fixation target, required for precise measurements of anterior eye chamber distances.

Arte e terrorismo: meta-representações da Arte

Tendo como ponto de partida os estudos da performance para a análise do terrorismo, a presente dissertação teve como resultado a possibilidade de reflectir sobre tácticas de incorporação, reperformance e meta-teatro, três conceitos que permitem compreender de que forma a arte assimila e se compreende em relação com o terrorismo. Apresenta, por um lado, documentos oficiais que demonstram a existência de um conflito quanto à definição de terrorismo, reflectindo sobre “terrorismo de estado” e “contra-estado”. Por outro lado, a partir da análise dos Surveillence Camera Players e da performance Three Posters, ou de artistas como Hasan Elahy e Alyson Wyper, esta dissertação defende que a arte reperforma “táticas de representação” e realização mediática do terrorismo, nomeadamente, o teatro panóptico, a tortura como performance e os vídeo-testemunhos de mártires como retratos e vídeo-performances.