Autonomous behaviors for an unmanned mini-aerial vehicle

This thesis aims at addressing the development of autonomous behaviors, for search and exploration with a mini-UAV (Unmanned Aerial Vehicle), or also called MAV (Mini Aerial Vehicle) prototype, in order to gather information in rescue scenarios. The platform used in this work is a four rotor helicopter, known as quad-rotor from the German company Ascending Technologies GmbH, which is later assembled with a on-board processing unit (i.e. a tiny light weight computer) and a on-board sensor suite (i.e. 2D-LIDAR and Ultrasonic Sonar). This work can be divided into two phases. In the first phase an Indoor Position Tracking system was settled in order to obtain the Cartesian coordinates (i.e. X, Y, Z) and orientation (i.e.heading) which provides the relative position and orientation of the platform. The second phase was the design and implementation of medium/high level controllers on each command input in order to autonomously control the aircraft position, which is the first step towards an autonomous hovering flight, and any autonomous behavior (e.g. Landing, Object avoidance, Follow the wall). The main work is carried out in the Laboratory ”Intelligent Systems for Emergencies and Civil Defense”, in collaboration with ”Dipartimento di Informatica e Sistemistica” of Sapienza Univ. of Rome and ”Istituto Superiore Antincendi” of the Italian Firemen Department.

Vision based context categorization for all-terrain robot

Dissertation presented at the Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa to obtain the Master degree in Electrical and Computer Engineering.

Bridging environmental conflicts with social metabolism : forestry expansion and socioeconomic change

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Ciências do Ambiente, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Incapacidade auto-reportada e retorno à actividade profissional em utentes com dor crónica lombar

RESUMO: O absentismo à actividade profissional devido à condição de Dor Lombar apresenta-se como um problema de saúde pública com elevados custos económicos nas sociedades ocidentais. É estimado que cerca de 20% a 47% dos utentes com Dor Lombar não retornam à sua actividade profissional no período de 3 meses, sendo responsáveis por 75% a 90% de todos os custos e baixas médicas associadas à condição. Objectivo: O objectivo deste estudo foi analisar a capacidade de retorno à actividade profissional em utentes com Dor Crónica Lombar (DCL), que procuraram a Fisioterapia em situação de agudização dos seus sintomas, e averiguar a sua relação com os níveis de Incapacidade auto-reportados. Secundariamente pretendemos avaliar a influência das Crenças de medo-evitamento, nos níveis de Incapacidade auto-reportados. Metodologia: Foi efectuado um estudo correlacional prospectivo no qual se observou uma amostra de 56 utentes com DCL que tivessem apresentado novos episódios de agudização dos seus sintomas. Após 3 meses de follow-up (n=42) foi avaliado o “regresso ao trabalho em boas condições” e a sua relação com os níveis de Incapacidade iniciais, bem como o contributo das Crenças de medo-evitamento para essa Incapacidade funcional. Resultados: Foi verificada uma correlação negativa entre os níveis de Incapacidade funcional e o Sucesso no “regresso ao trabalho em boas condições” (ρ = -0.369; p =0.016), sendo que os scores mais elevados da Incapacidade correspondem à Falha nesse regresso. Verificámos também uma correlação positiva entre a existência das Crenças de medo-evitamento relativas ao Trabalho e a Incapacidade (r =0.511; p =0,001), apresentando estas Crenças um valor preditivo (β= 0.533; p =0.001) na Incapacidade auto-reportada. Conclusões: A capacidade de retorno à actividade profissional nos utentes com DCL, após um novo episódio de agudização dos seus sintomas, está relacionada com níveis de Incapacidade funcional. Os factores psicossociais, nomeadamente as Crenças de medo-evitamento relativas ao Trabalho apresentam um valor preditivo para essa Incapacidade auto-reportada.------------------------------ABSTRACT:Work-absenteeism due to the condition of Low Back Pain (LBP) presents itself as a public health problem with high economic costs in Western societies. It is estimated that 20% to 47% of patients with LBP not returned to their work-activity in period of 3 months, accounting for 75% to 90% of all medical costs and sickness compensation associated. Objective: The aim of the present study was to assess the ability to return to work on patients with chronic LBP, who searched for physical therapy in a situation of worsening of their symptoms, and examine their relationship with levels of self-reported disability. Secondly we intend to evaluate the influence of fear-avoidance beliefs to the levels of self-reported disability. Methods: We conducted a prospective cross-sectional study in which we observed 56 patients chronic LBP with new episodes of exacerbation of their symptoms. After a 3 months follow-up (n = 42) we evaluated the “return to work in good health” and its relationship with initial levels of disability and the contribution of fear-avoidance beliefs for that disability. Results: There was a negative correlation between levels of disability and “return to work in good health” success (ρ = -0.369, p = 0.016), with the highest scores correspond to the failure in the work-return. We also found a positive correlation between the existence of fear-avoidance beliefs for work and disability (r = 0.511; p = 0.001), with a predictive value of these fear-avoidance beliefs (β = 0.533; p = 0.001) in self-reported disability. Conclusions: The ability to return to work in chronic LBP patients, after a new episode of exacerbation of symptoms is related to the levels of functional disability. Psychosocial factors, including fear-avoidance beliefs for work showed a predictive value for the self-reported disability.

Dor crónica lombar : incapacidade auto-reportada em trabalhadores das IPSS de Arronches e sua relação com factores psicossociais e intensidade da dor

RESUMO: Vários estudos realizados sugerem que os factores psicossociais (nível de satisfação laboral; nível educacional; a catastrofização da dor e crenças de medoevitamento)têm um importante papel como factores associados ao desenvolvimento de cronicidade da DL (Krismer & van Tulder, 2007; Kwon et al., 2006; Leclerc et al., 2009; Pincus, Santos, Breen, Burton e Underwood., 2008.) Objectivo: Analisar a associação entre as variáveis catastrofização da dor, crenças de medo-evitamento da dor e intensidade da dor com a incapacidade funcional auto-reportada, numa amostra de indivíduos com DCL. Metodologia: A população alvo foi constituída por 160 funcionários da Santa Casa da Misericórdia e Centro de Bem Estar Social de Arronches. Integraram a amostra 133 funcionários que se disponibilizaram a responder aos diferentes instrumentos de avaliação utilizados (“Roland–Morris Disability Questionnaire”(RMQ); “ Questionário de Caracterização e Levantamento de Factores de Risco e Impacto associado à DCL”; “Pain Catastrophing Scale” (PCS) e o “Fear- Avoidance Beliefs Questionnaire” (FABQ). A recolha de dados realizou-se entre Agosto e Novembro de 2010. Resultados: Neste estudo, verificou-se que 39,1 % dos indivíduos referiam DCL não específica. Relativamente à incapacidade funcional autoreportada, obteve-se um score médio 5,87 no RMQ. Obteve-se um valor de rs=0,425,p<0,01, para a associação entre a catastrofização da dor e incapacidade. Relativamente à associação entre crenças de medo-evitamento, sub-escala actividade física e incapacidade, foi obtido o valor de rs= 0,074 e para a associação entre as crenças de medo-evitamento, sub-escala trabalho e incapacidade, verificou-se rs=0,422, p<0,01. No que respeita à associação entre percepção da intensidade dor actual e a incapacidade, obteve-se um valor rs= 0,177 e a associação entre a dor percepcionada em 2009 e incapacidade, aferiu um resultado de rs=0,291, p<0,05. Conclusão: Concluímos que existe uma associação moderada entre catastrofização da dor e a incapacidade funcional auto-reportada, e também entre crenças de medo-evitamento relativamente ao trabalho e a incapacidade funcional auto-reportada. Relativamente à associação entre a dor percepcionada em 2009 e a incapacidade funcional auto-reportada a associação é baixa. Não sendo encontrada associação entre crenças de medo-evitamento relativamente à actividade física e a incapacidade funcional auto-reportada, nem para a associação entre percepção da intensidade da dor actual e a incapacidade. Esta pesquisa contribuiu assim, para dar a conhecer factores relevantes avaliar em indivíduos com DCL, podendo a sua modificação contribuir para a prevenir maiores níveis de incapacidade funcional ou melhorar a efectividade do tratamento utilizado. --------------------ABSTRACT: Several studies suggest that psychosocial factors (level of job satisfaction, education level, and the pain catastrophizing and fear-avoidance beliefs) have an important role as factors associated with development of chronicity LBP (Krisma & van Tulder, 2007 ; Kwon et al., 2006, Leclerc et al. 2009; Pincus, Santos, Breen, Burton and Underwood., 2008.) Objective: To assess the association between the variables of pain catastrophizing, fear-avoidance beliefs, pain, intensity pain and self-reported functional disability in a sample of people with chronic LBP. Methodology: The study consisted of 160 employees of the Santa Casa da Misericórdia and Centro de Bem Estar Social of Arronches. Integrated sample of 133 employees who agreed to respond to different assessment tools used (Roland-Morris Disability Questionnaire (RMQ), "Questionnaire Survey of Characterization and Risk Factors and Impact associated with the DCL," "Pain Catastrophing Scale(PCS) and "Fear-Avoidance Beliefs Questionnaire (FABQ). Data collection took place between August and November 2010. Results: In this study, it was found that 39.1% of subjects reported no specific chronic LBP. For the self-reported functional disability, we obtained a medium score of 5.87 on the RMQ. We obtained a value of rs = 0.425, p <0.01, for the association between catastrophizing in pain and disability. Regarding the association between fear-avoidance beliefs, sub-scale physical activity and disability, was obtained a value of rs = 0.074 and for the association between fear-avoidance beliefs, sub-scale work and disability, there was rs = 0.422, p <0.01. Regarding the association between perceived pain intensity and pain disability present we obtained a value rs = 0.177 association between pain and perceived disability in 2009 and measured an outcome of rs = 0.291, p <0.05.Conclusion: That there is a moderate association between catastrophizing and pain self-reported functional disability, and also between fear-avoidance beliefs in relation to employment and self-reported functional disability. Regarding the association between pain and perceived disability in 2009 self-reported the association is low. Not being an association between earavoidance beliefs for physical activity and self-reported functional disability, or for the association between perception of current pain intensity and disability. This research contributed so, to disclose relevant factors evaluate in individuals with chronic LBP, its modification may help to prevent higher levels of functional disability or improve the effectiveness of treatment used.

Dor crónica lombar : incapacidada auto-reportada em trabalhadores de saúde e sua relação com variáveis psicossociais e intensidade da dor

RESUMO: A dor crónica lombar, é uma condição de saúde cuja prevalência tem aumentado nas últimas décadas. É uma condição que pode ser bastante incapacitante para o indivíduo e por consequência, ter importante impacto social e económico na sociedade. É um fenómeno complexo, multifactorial e pouco estudado na população portuguesa. Objectivo: Estudar a associação entre a catastrofização da dor, crenças de medo evitamento da dor, intensidade da dor e a incapacidade funcional auto reportada em indivíduos com dor crónica lombar. Metodologia: Estudo observacional analítico de corte transversal, com uma amostra de 38 indivíduos com dor crónica lombar, seleccionados a partir de uma população de 186 trabalhadores de uma unidade local de saúde. A recolha de dados foi realizada através de 4 instrumentos de avaliação: Questionário de caracterização e levantamento de factores de risco e impacto associados à dor crónica lombar; Questionário de incapacidade de Roland e Morris; Escala de catastrofização da dor; e Questionário de crenças de medo evitamento da dor. A análise dos dados foi feita através de estatística descritiva pela distribuição de frequências e medidas de tendência central para análise da prevalência e caracterização da amostra e por estatística inferencial para estudar as relações entre variáveis através do teste de correlação não paramétrico de Spearman. Resultados: A variável catastrofização da dor obteve um valor de correlação com a incapacidade auto-reportada de rs=0,473, para p<0,01; a variável crença de medo evitamento da dor relacionada com o trabalho obteve um valor de correlação com a incapacidade auto-reportada de rs=0,462 para p<0,01, a percepção da intensidade actual de dor e a intensidade percepcionada no ano anterior, obtiveram valores de correlação com a incapacidade auto-reportada de rs=0,327 e rs= 0,359 respectivamente para valor de p<0,05. Conclusão: As variáveis psicossociais catastrofização da dor e crença de medo evitamento da dor relacionada com o trabalho, influenciam de forma moderada a incapacidade em indivíduos com dor crónica lombar. A associação entre a intensidade da dor e a incapacidade parece ter um papel menos importante demonstrando associações baixas.--------------------------ABSTRACT: Chronic low back pain is a health condition whose prevalence has increased in recent decades. It is a condition that can be quite disabling for the individual and therefore have important social and economic impact on society. It is a complex phenomenon, multifactorial and poorly studied in the Portuguese population. Objective: To study the association between pain catastrophizing, fear avoidance beliefs, pain, pain intensity and self-reported functional disability in individuals with chronic low back pain. Methods: Observational analytical cross sectional study of a sample of 38 individuals with chronic low back pain, selected from a population of 186 workers at a local health unit. Data collection was performed through four assessment instruments: questionnaire characterization, evaluation of risk factors and impact associated to chronic low back pain, questionnaire Roland and Morris disability, pain catastrophizing scale and fear avoidance beliefs questionnaire. Data analysis was performed using descriptive statistics for the distribution of frequencies and measures of central tendency to analyze the prevalence and characteristics of the sample and inferential statistics to study the relationships between variables by testing for Spearman nonparametric correlation. Results: The pain catastrophizing variable had a correlation value rs= 0,473, p<0,01 with the self-reported disability, the variable of fear avoidance belief of pain related to the work achived a correlation value with the self-reported disability, rs = 0.462 p <0.01, current pain intensity and in the previous year obtained values of correlation with self-reported disability rs = 0.327 and rs = 0.359 respectively for values of p <0.05 .Conclusion: The psychosocial variables of pain catastrophizing and fear avoidance belief of pain related to the work had a moderate association with disability in individuals with chronic low back pain. The association between pain intensity and disability seems to have a less important role demonstrating low associations.

Educação e exercício em utentes com dor crónica lombar : efeitos de um Programa ao nível da incapacidade funcional, intensidade da dor e crenças de medo-evitamento do movimento

RESUMO:Este trabalho de investigação englobou a realização de um estudo quasi expçerimental, de carácter exploratório, com dois objectivos distintos. O primeiro objectivo consistiu em estudar os efeitos de um programa baseado na educação e exercício ao nível da capacidade funcional, intensidade da dor e crenças de medo/ evitamento do movimento relacionadas com a actividade física e o trabalho em utentes com DCL.--------------------------ABSTRACT:The aims of this study were twofold. The first aim was to analyse the effect of a Programme based on Education and Exercise in Pain Intensity, Disability and Movement Fear-Avoidance Beliefs in Portuguese Chrnic Back Low Pain (CLBP) patients.

Hymenoptera.

We present the fi rst review of Hymenoptera alien to Europe. Our study revealed that nearly 300 species of Hymenoptera belonging to 30 families have been introduced to Europe. In terms of alien species diversity within invertebrate orders, this result ranks Hymenoptera third following Coleoptera and Hemiptera. Two third of alien Hymenoptera are parasitoids or hyperparasitoids that were mostly introduced for biological control purposes. Only 35 phytophagous species, 47 predator species and 3 species of pollinators have been introduced. Six families of wasps (Aphelinidae, Encyrtidae, Eulophidae, Braconidae, Torymidae, Pteromalidae) represent together with ants (Formicidae) about 80% of the alien Hymenoptera introduced to Europe. Th e three most diverse families are Aphelinidae (60 species representing 32% of the Aphelinid European fauna), Encyrtidae (55) and Formicidae (42) while the Chalcidoidea together represents 2/3 of the total Hymenoptera species introduced to Europe. Th e fi rst two families are associated with mealybugs, a group that also included numerous aliens to Europe. In addition, they are numerous cases of Hymenoptera introduced from one part of Europe to another, especially from continental Europe to British Islands. Th ese introductions mostly concerned phytophagous or gall- maker species (76 %), less frequently parasitoids. Th e number of new records of alien Hymenoptera per year has shown an exponential increase during the last 200 years. Th e number of alien species introduced by year reached a maximum of 5 species per year between 1975 and 2000. North America provided the greatest part of the hymenopteran species alien to Europe (96 species, 35.3%), followed by Asia (84 species, 30.9%) and Africa (49 species, 18%). Th ree Mediterranean countries (only continental parts) hosted the largest number of alien Hymenoptera: Italy (144 spp.), France (111 spp.) and Spain (90 spp.) but no correlation was found with the area of countries. Intentional introduction, mostly for biological control, has been the main pathway of introduction for Hymenoptera. Consequently, the most invaded habitats are agricultural and horticultural as well as greenhouses. To the contrary, Hymenoptera alien in Europe are mostly associated with woodland and forest habitats. Ecological and economic impacts of alien Hymenoptera have been poorly studied. Ants have probably displaced native species and this is also true for introduced parasitoids that are suspected to displace native parasitoids by competition, but reliable examples are still scarce. Th e cost of these impacts has never been estimated.

Adaptação cultural e contributo para a validação da escala petterns of activity measura - pain (POAM-P)

RESUMO: A dor lombar crónica (DLC) é uma das condições clínicas mais comuns e com elevados custos socioeconómicos no mundo ocidental. Estudos recentes indicam que os utentes com DLC apresentam diferentes padrões de atividade que influenciam os níveis de incapacidade funcional. Contudo, a evidência acerca destas associações é, ainda, limitada e inconclusiva. Em Portugal, não existe, do nosso conhecimento, nenhuma escala validada para a população portuguesa que meça estes padrões de atividade em utentes com DLC. Objetivos: Adaptar culturalmente a escala Patterns of Activity Measure – Pain (POAM-P) para a população portuguesa com dor lombar crónica inespecífica (DLCI) e contribuir para a sua validação. Metodologia: A versão original (inglesa) do POAM-P foi traduzida e adaptada para a língua portuguesa (POAM-P-VP) através de uma equipa multidisciplinar que incluiu tradutores, retrotradutores (cegos e independentes), peritos de diferentes áreas e utentes com DLCI, de acordo com as recomendações de linhas orientadoras atuais para este processo. A análise factorial e das propriedades psicométricas da POAM-P-VP contou com uma amostra de 132 utentes. A consistência interna foi analisada através do coeficiente alpha de Cronbach (α) e para a análise da fiabilidade teste-reteste recorreu-se ao coeficiente de correlação intraclasse (ICC:2,1). A análise da validade de construto convergente e discriminativa das componentes da POAM-P-VP foi conseguida através da aplicação da versão portuguesa da escala Tampa Scale of Kinesiophobia (TSK-13-VP), e recorrendo ao cálculo do coeficiente de Spearman. Todos os cálculos estatísticos foram realizados no software IBM SPSS Statistics (versão 20). Resultados: A análise factorial permitiu identificar três componentes da POAM-P-VP (evitamento, persistência excessiva e persistência consistente com a dor), sendo estruturalmente diferentes das subescalas do POAM-P original. Estas componentes apresentaram uma consistência interna boa a elevada. As componentes 1 e 2 apresentaram uma fiabilidade teste-reteste moderada a excelente, e a componente 3 uma fiabilidade teste-reteste pobre, limitando o seu poder de uso na prática clínica e em investigação. Relativamente à validade de construto, nenhuma das hipóteses estabelecidas no estudo apriori foram verificadas, não podendo aferir acerca da relação dos padrões de atividade com a cinesiofobia, medida pelo TSK-13-VP. Porém, a componente de evitamento da POAM-P-VP parece medir conteúdos partilhados com a TSK-13-VP (rs = 0.15, p<0.048). Conclusão: A adaptação e contributo para a validação da versão portuguesa da escala POAM-P constituiu um ponto de partida para a existência de um instrumento de medição de padrões de atividade de utentes portugueses com DLC, requerendo mais estudos para a sua validação. Apesar de algumas limitações, considera-se que este estudo é de grande importância para os fisioterapeutas e investigadores que buscam um maior conhecimento e efetividade das abordagens de intervenção em utentes com dor lombar crónica.-------------- ABSTRACT: Chronic low back pain (CLBP) is one of the most common clinical conditions as well as one with high economical costs within western countries. Recent studies have shown that patients with LBP present different patterns of activity which influence their levels of functional capacity. However, evidence on these associations is still limited and inconclusive. To our knowledge, there is in Portugal no valid scale for measuring these patterns of activity in CLBP patients. Purpose: Culturally adapt the Patterns of Activity Measure – Pain (POAM-P) scale to the Portuguese population with non-specific chronic low back pain (NSLBP) and contribute to its validation. Method: The original English version of POAM-P was blindly and independently translated, back translated and adapted to the Portuguese language (POAM-P-VP) by a multidisciplinary team of translators, experts from different fields, and patients with NSLBP, according to established guidelines for this process. Factorial and psychometric properties’ analysis of POAM-P-VP comprised a sample of 132 patients. The internal consistency was analyzed based on Cronbach's alpha-coefficient (α) and for test-retest reliability analysis the Intraclass Correlation Coefficient (ICC) was used. The analysis of convergent and discriminant construct validity of POAM-P-VP components was achieved through the use of the Portuguese version of the Tampa Scale of Kinesiophobia (TSK-13-VP), using the Spearman coefficient calculation. All statistical calculations were performed using IBM SPSS Statistics software (v.20). Results: The factor analysis allowed for the identification of three components of POAM-P-VP (avoidance, excessive persistence and pain-contingent persistence), structurally different from the original POAM-P subscales. These components demonstrated a good to high level of internal consistency. Components 1 and 2 demonstrated moderate to excellent test-retest reliability, whereas component 3 presented low test-retest reliability thus limiting its clinical and investigative use. With regard to construct validity, none of the previously established hypothesis was verified, therefore not making it possible to assess the relation between activity patterns and kinesiophobia, measured by TSK-13-VP. However, the avoidance component of POAM-P-VP seems to share measurable contents with TSK-13-VP (rs = 0.15, p<0.048). Conclusion: The adaptation and contribution to the validation of the Portuguese version of POAM-P scale, sets a starting point to the existence of a useful instrument for measuring activity patterns in Portuguese CLBP patients, requiring further studies towards its validation. Despite some limitations, this study is considered of high importance to physiotherapists as well as investigators in search of deeper knowledge and effective practical approaches on chronic low back pain patients.

Data fusion with computational intelligence techniques: a case study of fuzzy inference for terrain assessment

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Empirical evidence on the difference between the effective and the statutory tax rates for listed groups in Germany

The difference between the statutory and effective tax rate for listed groups is a complex variable influenced by a variety of factors. This paper aims to analyze whether this difference exists for listed groups in the German market and tests which factors have an impact on it. Thus the sample consists of 130 corporations listed in the three major German stock indices. The findings suggest that the companies that pay less than the statutory rate clearly outweigh the ones that pay more, and that the income earned from associated companies has a significant impact on this difference.

Contingencies of humble leadership

Double degree