Using music as a signal for biofeedback

Studies on the potential benefits of conveying biofeedback stimulus using a musical signal have appeared in recent years with the intent of harnessing the strong effects that music listening may have on subjects. While results are encouraging, the fundamental question has yet to be addressed, of how combined music and biofeedback compares to the already established use of either of these elements separately. This experiment, involving young adults (N = 24), compared the effectiveness at modulating participants' states of physiological arousal of each of the following conditions: A) listening to pre-recorded music, B) sonification biofeedback of the heart rate, and C) an algorithmically modulated musical feedback signal conveying the subject's heart rate. Our hypothesis was that each of the conditions (A), (B) and (C) would differ from the other two in the extent to which it enables participants to increase and decrease their state of physiological arousal, with (C) being more effective than (B), and both more than (A). Several physiological measures and qualitative responses were recorded and analyzed. Results show that using musical biofeedback allowed participants to modulate their state of physiological arousal at least equally well as sonification biofeedback, and much better than just listening to music, as reflected in their heart rate measurements, controlling for respiration-rate. Our findings indicate that the known effects of music in modulating arousal can therefore be beneficially harnessed when designing a biofeedback protocol.

A Feedfordward Adaptive Controller to Reduce the Imaging Time of Large-Sized Biological Samples with a SPM-Based Multiprobe Station

The time required to image large samples is an important limiting factor in SPM-based systems. In multiprobe setups, especially when working with biological samples, this drawback can make impossible to conduct certain experiments. In this work, we present a feedfordward controller based on bang-bang and adaptive controls. The controls are based in the difference between the maximum speeds that can be used for imaging depending on the flatness of the sample zone. Topographic images of Escherichia coli bacteria samples were acquired using the implemented controllers. Results show that to go faster in the flat zones, rather than using a constant scanning speed for the whole image, speeds up the imaging process of large samples by up to a 4x factor.

DAI-DEPUR: an integrated and distributed architecture for wastewater treatment plants supervision

The activated sludge process - the main biological technology usually applied towastewater treatment plants (WWTP) - directly depends on live beings (microorganisms), and therefore on unforeseen changes produced by them. It could be possible to get a good plant operation if the supervisory control system is able to react to the changes and deviations in the system and can take thenecessary actions to restore the system’s performance. These decisions are oftenbased both on physical, chemical, microbiological principles (suitable to bemodelled by conventional control algorithms) and on some knowledge (suitable to be modelled by knowledge-based systems). But one of the key problems in knowledge-based control systems design is the development of an architecture able to manage efficiently the different elements of the process (integrated architecture), to learn from previous cases (spec@c experimental knowledge) and to acquire the domain knowledge (general expert knowledge). These problems increase when the process belongs to an ill-structured domain and is composed of several complex operational units. Therefore, an integrated and distributed AIarchitecture seems to be a good choice. This paper proposes an integrated and distributed supervisory multi-level architecture for the supervision of WWTP, that overcomes some of the main troubles of classical control techniques and those of knowledge-based systems applied to real world systems

Nucleus accumbens is involved in human action monitoring: evidence from invasive electrophysiological recordings

The Nucleus accumbens (Nacc) has been proposed to act as a limbic-motor interface. Here, using invasive intraoperative recordings in an awake patient suffering from obsessive-compulsive disease (OCD), we demonstrate that its activity is modulated by the quality of performance of the subject in a choice reaction time task designed to tap action monitoring processes. Action monitoring, that is, error detection and correction, is thought to be supported by a system involving the dopaminergic midbrain, the basal ganglia, and the medial prefrontal cortex. In surface electrophysiological recordings, action monitoring is indexed by an error-related negativity (ERN) appearing time-locked to the erroneous responses and emanating from the medial frontal cortex. In preoperative scalp recordings the patient's ERN was found to be signifi cantly increased compared to a large (n = 83) normal sample, suggesting enhanced action monitoring processes. Intraoperatively, error-related modulations were obtained from the Nacc but not from a site 5 mm above. Importantly, crosscorrelation analysis showed that error-related activity in the Nacc preceded surface activity by 40 ms. We propose that the Nacc is involved in action monitoring, possibly by using error signals from the dopaminergic midbrain to adjust the relative impact of limbic and prefrontal inputs on frontal control systems in order to optimize goal-directed behavior.

Automatització d'una planta de processos químics

Resum L’any 1969 es van començar a comercialitzar els sistemes digitals programables coneguts com autòmats programables o PLC’s, utilitzats per controlar qualsevol tipus de procés industrial. Al llarg de tots aquests anys, aquests sistemes i tota la tecnologia en general han evolucionat molt, i només és qüestió de temps que la tecnologia que utilitzem avui en dia quedi obsoleta i substituïda per una de millors característiques i amb més avantatges. Aquest és el motiu de l’elaboració d’aquest treball, que com a objectiu pretén modernitzar un procés de fabricació d’una industria química que ha quedat molt limitat a causa de l’antiguitat de la instal•lació. Per dur a terme aquesta modernització, s’introdueixen sistemes de control amb majors prestacions, s’utilitzen xarxes de comunicacions per facilitar el muntatge elèctric de la instal•lació i un sistema de supervisió i adquisició de dades per poder obtenir un control més estricte del procés de fabricació i de tots els factors que intervenen. El funcionament del procés de fabricació és que a partir d’unes matèries primeres líquides emmagatzemades en dipòsits, es dosifiquin aquestes matèries en l’ordre i la quantitat desitjada dins un o diversos recipients per barrejar-les i aplicar els tractaments que siguin necessaris. Tot aquest procés està controlat per un autòmat programable, i disposa de diferents terminals operadors per poder interactuar amb el sistema. També té implementat un sistema SCADA en diversos ordinadors per aportar una visió general de la planta en temps real, un registre de dades dels paràmetres que es controlen i alhora serveix per enllaçar amb la xarxa d’ordinadors existent. Com annex d’aquest treball, es presenten els esquemes elèctrics i el programa de l’autòmat programable per veure totes les característiques elèctriques dels dispositius i el mètode de funcionament del procés. S’ha aconseguit donar un salt tecnològic i poder gaudir de tots els avantatges que ofereixen les noves tecnologies, que com a resultat s’ha optimitzat i millorat el procés de fabricació. De totes les conclusions, la més destacada és la d’haver dissenyat un sistema de control basat en una estructura descentralitzada molt flexible, que es pot expandir i adaptar fàcilment als possibles canvis.

Projecte P.I.T.O.S (Projecte d'informació telefònica d'orientació al S.A.T)

JCM és una empresa dedicada al disseny de sistemes de control d’accés. Disposa d’uns equips elèctrics amb molts paràmetres configurables, així es poden utilitzar en molts tipus d’instal•lació. Aquets paràmetres són configurables pels clients. JCM, disposa d’un servei d’atenció telefònica (SAT), que intenta donar solucions a tots els problemes que puguin sorgir als clients. Sovint, no poden donar suport als dubtes dels clients per culpa de la poca informació que reben a través del client. L'objectiu del projecte és resoldre el problema de falta d'informació i mala comunicació per millorar la qualitat del servei que ofereix el SAT. La solució, no ha d’alterar el cost de producció del producte. S’ha de tenir en compte també que els equips poden estar instal•lats en qualsevol part del món i que només es poden utilitzar recursos de fàcil accés per tots els clients. Per complir amb aquests objectius, emetrem un missatge, a través del brunzidor del equip, amb la informació de configuració de l'equip. Aquest missatge viatjarà a través de la xarxa telefònica fins al SAT. Un cop allà, el descodificarem i n'enviarem les dades a un PC perquè pugui presentar les dades sobre la configuració de una forma clara pel SAT.