Nanomotors: new strategies of (bio)sensing based on motion

Nanomotors are nanoscale devices capable of converting energy into movement and forces. Among them, self-propelled nanomotors offer considerable promise for developing new and novel bioanalytical and biosensing strategies based on the direct isolation of target biomolecules or changes in their movement in the presence of target analytes. The mainachievements of this project consists on the development of receptor-functionalized nanomotors that offer direct and rapid target detection, isolation and transport from raw biological samples without preparatory and washing steps. For example, microtube engines functionalized with aptamer, antibody, lectin and enzymes receptors were used for the direct isolation of analytes of biomedical interest, including proteins and whole cells, among others. A target protein was also isolated from a complex sample by using an antigen-functionalized microengine navigating into the reservoirs of a lab-on-a-chip device. The new nanomotorbased target biomarkers detection strategy not only offers highly sensitive, rapid, simple and low cost alternative for the isolation and transport of target molecules, but also represents a new dimension of analytical information based on motion. The recognition events can be easily visualized by optical microscope (without any sophisticated analytical instrument) to reveal the target presence and concentration. The use of artificial nanomachines has shown not only to be useful for (bio)recognition and (bio)transport but also for detection of environmental contamination and remediation. In this context, micromotors modified with superhydrophobic layer demonstrated that effectively interacted, captured, transported and removed oil droplets from oil contaminated samples. Finally, a unique micromotor-based strategy for water-quality testing, that mimics live-fish water-quality testing, based on changes in the propulsion behavior of artificial biocatalytic microswimmers in the presence of aquatic pollutants was also developed. The attractive features of the new micromachine-based target isolation and signal transduction protocols developed in this project offer numerous potential applications in biomedical diagnostics, environmental monitoring, and forensic analysis.

Vehículos-robot de guiado automático para almacenes y plantas de manufacturación

En este proyecto de final de carrera se realiza la gestión del tráfico de AGV y la simulación de su comportamiento al circular por una planta de estudio. Con la simulación se puede ver como varía el comportamiento de la planta al modificar el número de AGV y la velocidad a la que circulan. La planta objeto de estudio es un laboratorio de análisis clínico en el que se ha sustituido el sistema de transporte interno basado en cintas por uno con AGV, con lo que se ha podido comprobar que dicha sustitución es factible.

Sistema d'AGV (vehicles-robot de guiatge automàtic) per a magatzems i plantes de manufactura

Una de les solucions per a minimitzar els costos de producció o d'emmagatzematge és automatitzarne la logística interna. Per dissenyar les aplicacions corresponents és convenient poder validar-les amb un prototipatge. Això ha motivat la realització d'aquest projecte, on s'ha obtingut un prototip d'AGV (automated guided vehicle) que rep les ordres per Bluetooth i, mitjançant uns infrarojos per poder seguir unes línies al terra, és capaç d'anar des del punt inicial fins on se li ha encarregat i tornar al punt inicial. Aquest vehicle pot servir de base per a la implementació d'AGV orientats a aplicacions reals i, per tant, per a la construcció de sistemes més grans i que poden ser utilitzats en plantes de producció, laboratoris, magatzems, ports i d'altres aplicacions diverses.

Integració d’ una unitat inercial i d’ un giroscopi de fibra òptica en un robot submarí i desenvolupament d’ un sistema de posicionament dins una piscina

El Grup de Visió per Computador i Robòtica (VICOROB) del departament d'Electrònica, Informàtica i Automàtica de la Universitat de Girona investiga en el camp de la robòtica submarina. Al CIRS (Centre d’Investigació en Robòtica Submarina), laboratori que forma part del grup VICOROB, el robot submarí Ictineu és la principal eina utilitzada per a desenvolupar els projectes de recerca. Recentment, el CIRS ha adquirit un nou sistema de sensors d' orientació basat en una unitat inercial i un giroscopi de fibra òptica. Aquest projecte pretén realitzar un estudi d' aquests dispositius i integrar-los al robot Ictineu. D' altra banda, aprofitant les característiques d’aquests sensors giroscopics i les mesures d' un sonar ja integrat al robot, es vol desenvolupar un sistema de localització capaç de determinar la posició del robot en el pla horitzontal de la piscina en temps real

Entorn de programació pel robot Stäubli mitjantçant MatLab, aplicació a un sistema de recol·lecció de peces basat en visió artificial

Els objectius del projecte són: realitzar un intèrpret de comandes en VAL3 que rebi les ordres a través d’una connexió TCP/IP; realitzar una toolbox de Matlab per enviar diferents ordres mitjançant una connexió TCP/IP; adquirir i processar mitjançant Matlab imatges de la càmera en temps real i detectar la posició d’objectes artificials mitjançant la segmentació per color i dissenyar i realitzar una aplicació amb Matlab que reculli peces detectades amb la càmera. L’abast del projecte inclou: l’estudi del llenguatge de programació VAL3 i disseny de l’ intèrpret de comandes, l’estudi de les llibreries de Matlab per comunicació mitjançant TCP/IP, per l’adquisició d’imatges, pel processament d’imatges i per la programació en C; el disseny de la aplicació recol·lectora de peces i la implementació de: un intèrpret de comandes en VAL3, la toolbox pel control del robot STAUBLI en Matlab i la aplicació recol·lectora de peces mitjançant el processament d’imatges en temps real també en Matlab

Disseny i construcció d’ un braç de robot de 5 graus de llibertat governat des de PC via USB.

El braç robot es va crear com a resposta a una necessitat de fabricació d’elements mitjançant la producció en cadena i en tasques que necessiten precisió. Hi ha, però, altres tipus de tasques les quals no són repetitives, ni poden ésser programades, que necessiten però ser controlades en tot moment per un ésser humà. Són activitats que han d’estar realitzades per un ésser humà, però que requereixen molta precisió, és per això que es creu necessari el disseny d’un prototipus de control d’un braç robot estàndard, que permeti a una persona el control total sobre aquest en temps real per a la realització d’una tasca no repetitiva i no programable prèviament.Pretenem, en el present projecte, dissenyar i construir un braç robot de 5 graus de llibertat, controlat des d’un PC mitjançant un microcontrolador PIC amb comunicació a través d’un bus USB. El robot serà governat des d’un PC a través d’un software de control específic

Control de posició del robot wifibot

Aquest projecte pretén presentar de forma clara i detallada l’estructura i el funcionament del robot així com dels components que el conformen. Aquesta informació és de vital importància a l’hora de desenvolupar aplicacions per al robot. Un cop descrites les característiques del robot s’analitzaran les eines necessàries i/o disponibles per poder desenvolupar programari per cada nivell de la forma més senzilla i eficient possible. Posteriorment s’analitzaran els diferents nivells de programació i se’n contrastaran els avantatges i els inconvenients de cada un. Aquest anàlisi es començarà fent pel nivell més alt i anirà baixant amb la intenció de no entrar en nivells més baixos del necessari. Baixar un nivell en la programació suposa haver de crear aplicacions sempre compatibles amb els nivells superiors de forma que com més es baixa més augmenta la complexitat. A partir d’aquest anàlisi s’ha arribat a la conclusió que per tal d’aprofitar totes les prestacions del robot és precís arribar a programar en el nivell més baix del robot. Finalment l’objectiu és obtenir una sèrie de programes per cada nivell que permetin controlar el robot i fer-lo seguir senzilles trajectòries

Disseny i control d'un robot equilibrista sobre dues rodes

Dissenyar un robot equilibrista i construir-lo. A més implementar les funcions per poder fer que s'aguanti dret. El robot ens permetrà transportar documents i ens detectarà obstacles mentres fa el transport. Estarà controlat per una aplicació java construida especialment per poder fer el control per bluetooth i també podrem monitoritzar informació i fer canvis en la configuració.

MSISpIC: A Probabilistic Scan Matching Algorithm Using a Mechanical Scanned Imaging Sonar

This paper compares two well known scan matching algorithms: the MbICP and the pIC. As a result of the study, it is proposed the MSISpIC, a probabilistic scan matching algorithm for the localization of an Autonomous Underwater Vehicle (AUV). The technique uses range scans gathered with a Mechanical Scanning Imaging Sonar (MSIS), and the robot displacement estimated through dead-reckoning with the help of a Doppler Velocity Log (DVL) and a Motion Reference Unit (MRU). The proposed method is an extension of the pIC algorithm. Its major contribution consists in: 1) using an EKF to estimate the local path traveled by the robot while grabbing the scan as well as its uncertainty and 2) proposing a method to group into a unique scan, with a convenient uncertainty model, all the data grabbed along the path described by the robot. The algorithm has been tested on an AUV guided along a 600m path within a marina environment with satisfactory results

Identification of geometrically consistent interest points for 3D scene reconstruction

We propose an algorithm that extracts image features that are consistent with the 3D structure of the scene. The features can be robustly tracked over multiple views and serve as vertices of planar patches that suitably represent scene surfaces, while reducing the redundancy in the description of 3D shapes. In other words, the extracted features will off er good tracking properties while providing the basis for 3D reconstruction with minimum model complexity

AMADEUS: advanced manipulation for deep underwater sampling

AMADEUS is a dexterous subsea robot hand incorporating force and slip contact sensing, using fluid filled tentacles for fingers. Hydraulic pressure variations in each of three flexible tubes (bellows) in each finger create a bending moment, and consequent motion or increase in contact force during grasping. Such fingers have inherent passive compliance, no moving parts, and are naturally depth pressure-compensated, making them ideal for reliable use in the deep ocean. In addition to the mechanical design, development of the hand has also considered closed loop finger position and force control, coordinated finger motion for grasping, force and slip sensor development/signal processing, and reactive world modeling/planning for supervisory `blind grasping¿. Initially, the application focus is for marine science tasks, but broader roles in offshore oil and gas, salvage, and military use are foreseen. Phase I of the project is complete, with the construction of a first prototype. Phase I1 is now underway, to deploy the hand from an underwater robot arm, and carry out wet trials with users.

AMADEUS: advanced manipulation for deep underwater sampling

AMADEUS is a dexterous subsea robot hand incorporating force and slip contact sensing, using fluid filled tentacles for fingers. Hydraulic pressure variations in each of three flexible tubes (bellows) in each finger create a bending moment, and consequent motion or increase in contact force during grasping. Such fingers have inherent passive compliance, no moving parts, and are naturally depth pressure-compensated, making them ideal for reliable use in the deep ocean. In addition to the mechanical design, development of the hand has also considered closed loop finger position and force control, coordinated finger motion for grasping, force and slip sensor development/signal processing, and reactive world modeling/planning for supervisory `blind grasping¿. Initially, the application focus is for marine science tasks, but broader roles in offshore oil and gas, salvage, and military use are foreseen. Phase I of the project is complete, with the construction of a first prototype. Phase I1 is now underway, to deploy the hand from an underwater robot arm, and carry out wet trials with users.

Precisiones interdisciplinares y conceptuales de los términos cyborg, clon humnao y robot

La palabra cyborg (del cyborg: cyber, cibernético y organism, organismo), designa una criatura compuesta de elementos orgánicos y mecánicos que mejoran las capacidades biológicas a través de la tecnología: es un individuo en parte hombre y en parte máquina.

Precisiones interdisciplinares y conceptuales de los términos cyborg, clon humnao y robot

La palabra cyborg (del cyborg: cyber, cibernético y organism, organismo), designa una criatura compuesta de elementos orgánicos y mecánicos que mejoran las capacidades biológicas a través de la tecnología: es un individuo en parte hombre y en parte máquina.

Mobile Robot Local Predictive Control under Perception Constraints

This research extends a previously developed work concerning about the use of local model predictive control in mobile robots. Hence, experimental results are presented as a way to improve the methodology by considering aspects as trajectory accuracy and time performance. In this sense, the cost function and the prediction horizon are important aspects to be considered. The platformused is a differential driven robot with a free rotating wheel. The aim of the present work is to test the control method by measuring trajectory tracking accuracy and time performance. Moreover, strategies for the integration with perception system and path planning are also introduced. In this sense, monocular image data provide an occupancy grid where safety trajectories are computed by using goal attraction potential fields