Drug antigenicity, immunogenicity, and costimulatory signaling: evidence for formation of a functional antigen through immune cell metabolism

Recognition of drugs by immune cells is usually explained by the hapten model, which states that endogenous metabolites bind irreversibly to protein to stimulate immune cells. Synthetic metabolites interact directly with protein-generating antigenic determinants for T cells; however, experimental evidence relating intracellular metabolism in immune cells and the generation of physiologically relevant Ags to functional immune responses is lacking. The aim of this study was to develop an integrated approach using animal and human experimental systems to characterize sulfamethoxazole (SMX) metabolism-derived antigenic protein adduct formation in immune cells and define the relationship among adduct formation, cell death, costimulatory signaling, and stimulation of a T cell response. Formation of SMX-derived adducts in APCs was dose and time dependent, detectable at nontoxic concentrations, and dependent on drug-metabolizing enzyme activity. Adduct formation above a threshold induced necrotic cell death, dendritic cell costimulatory molecule expression, and cytokine secretion. APCs cultured with SMX for 16 h, the time needed for drug metabolism, stimulated T cells from sensitized mice and lymphocytes and T cell clones from allergic patients. Enzyme inhibition decreased SMX-derived protein adduct formation and the T cell response. Dendritic cells cultured with SMX and adoptively transferred to recipient mice initiated an immune response; however, T cells were stimulated with adducts derived from SMX metabolism in APCs, not the parent drug. This study shows that APCs metabolize SMX; subsequent protein binding generates a functional T cell Ag. Adduct formation above a threshold stimulates cell death, which provides a maturation signal for dendritic cells.

Driver Safety in Far-side and Far-oblique Crashes: A Study of Patrol Vehicles in the United States of America

The dissertation titled "Driver Safety in Far-side and Far-oblique Crashes" presents a novel approach to assessing vehicle cockpit safety by integrating Human Factors and Applied Mechanics. The methodology of this approach is aimed at improving safety in compact mobile workspaces such as patrol vehicle cockpits. A statistical analysis performed using Michigan state's traffic crash data to assess various contributing factors that affect the risk of severe driver injuries showed that the risk was greater for unrestrained drivers (OR=3.38, p<0.0001) and for incidents involving front and far-side crashes without seatbelts (OR=8.0 and 23.0 respectively, p<0.005). Statistics also showed that near-side and far-side crashes pose similar threat to driver injury severity. A Human Factor survey was conducted to assess various Human-Machine/Human-Computer Interaction aspects in patrol vehicle cockpits. Results showed that tasks requiring manual operation, especially the usage of laptop, would require more attention and potentially cause more distraction. A vehicle survey conducted to evaluate ergonomics-related issues revealed that some of the equipment was in airbag deployment zones. In addition, experiments were conducted to assess the effects on driver distraction caused by changing the position of in-car accessories. A driving simulator study was conducted to mimic HMI/HCI in a patrol vehicle cockpit (20 subjects, average driving experience = 5.35 years, s.d. = 1.8). It was found that the mounting locations of manual tasks did not result in a significant change in response times. Visual displays resulted in response times less than 1.5sec. It can also be concluded that the manual task was equally distracting regardless of mounting positions (average response time was 15 secs). Average speeds and lane deviations did not show any significant results. Data from 13 full-scale sled tests conducted to simulate far-side impacts at 70 PDOF and 40 PDOF was used to analyze head injuries and HIC/AIS values. It was found that accelerations generated by the vehicle deceleration alone were high enough to cause AIS 3 - AIS 6 injuries. Pretensioners could mitigated injuries only in 40 PDOF (oblique) impacts but are useless in 70 PDOF impacts. Seat belts were ineffective in protecting the driver's head from injuries. Head would come in contact with the laptop during a far-oblique (40 PDOF) crash and far-side door for an angle-type crash (70 PDOF). Finite Element analysis head-laptop impact interaction showed that the contact velocity was the most crucial factor in causing a severe (and potentially fatal) head injury. Results indicate that no equipment may be mounted in driver trajectory envelopes. A very narrow band of space is left in patrol vehicles for installation of manual-task equipment to be both safe and ergonomic. In case of a contact, the material stiffness and damping properties play a very significant role in determining the injury outcome. Future work may be done on improving the interiors' material properties to better absorb and dissipate kinetic energy of the head. The design of seat belts and pretensioners may also be seen as an essential aspect to be further improved.

Prometheus Framework for Fuzzy Information Retrieval in Semantic Spaces

This paper introduces a novel vision for further enhanced Internet of Things services. Based on a variety of data (such as location data, ontology-backed search queries, in- and outdoor conditions) the Prometheus framework is intended to support users with helpful recommendations and information preceding a search for context-aware data. Adapted from artificial intelligence concepts, Prometheus proposes user-readjusted answers on umpteen conditions. A number of potential Prometheus framework applications are illustrated. Added value and possible future studies are discussed in the conclusion.

Conceptual Bases of the Planning Process in Family Preservation/Family Support State Plans

Congress and the Department of Health and Human Services (DHHS) intend for the Family Preservation and Support Act of 1993 (P.L. 103-66) to catalyze major reforms in state human services systems. DHHS and numerous other institutions developed conceptual and procedural guidance for the states' planning processes. Review of the planning dimensions of participation and expertise reveals that major emphases on stakeholder participation and technical planning processes obscure the need for expertise in family preservation and family support.

Unconscious relational encoding depends on hippocampus

Textbooks divide between human memory systems based on consciousness. Hippocampus is thought to support only conscious encoding, while neocortex supports both conscious and unconscious encoding. We tested whether processing modes, not consciousness, divide between memory systems in three neuroimaging experiments with 11 amnesic patients (mean age = 45.55 years, standard deviation = 8.74, range = 23-60) and 11 matched healthy control subjects. Examined processing modes were single item versus relational encoding with only relational encoding hypothesized to depend on hippocampus. Participants encoded and later retrieved either single words or new relations between words. Consciousness of encoding was excluded by subliminal (invisible) word presentation. Amnesic patients and controls performed equally well on the single item task activating prefrontal cortex. But only the controls succeeded on the relational task activating the hippocampus, while amnesic patients failed as a group. Hence, unconscious relational encoding, but not unconscious single item encoding, depended on hippocampus. Yet, three patients performed normally on unconscious relational encoding in spite of amnesia capitalizing on spared hippocampal tissue and connections to language cortex. This pattern of results suggests that processing modes divide between memory systems, while consciousness divides between levels of function within a memory system.

Paradigmas de interacción hombre-máquina : un análisis enfocado al ámbito de la educación especial

Este trabajo se enmarca en el área de interacción hombre-máquina y los diferentes paradigmas que existe actualmente. Serevisan antecedentes y posibilidades vinculadas a la educación especial. Comocaso de estudio, se presenta una propuesta de adaptación al software educativo JClic, mediante la utilización de comandos por voz, con el objetivo de ser utilizado por usuarios/alumnos con deficiencia motriz sin consecuencias o con consecuencias leves en el desarrollo del lenguaje. Como parte de esta propuesta de adaptación, se estudiaron diferentes motores de reconocimiento de voz (RV), y se profundizó el análisis del motor de RV Sphinx-4. Se presenta aquí parte de este trabajo realizado y los resultados y conclusiones obtenidas, luego de la evaluación del prototipo.

Humanos y máquinas : Aspectos epistemológicos de su relación en el debate humanismo-poshumanismo

En la tesis se consideran los procesos de cambio conceptual, teórico y metodológico que modelaron el desarrollo de los estudios sociales de la ciencia desde su emergencia hasta la actualidad, con el objeto de analizar los alcances y límites de las perspectivas humanistas y poshumanistas en la comprensión del vínculo "humano-no humano". Los estudios sociales de la ciencia conforman un campo marginal tanto dentro de los estudios metacientíficos como de la disciplina que les dio origen: la sociología. Si bien en las últimas décadas éstos han dado lugar a un significativo progreso en la comprensión cualitativa y cuantitativa de la ciencia y la tecnología, al responder primordialmente a la inquietud empírico-comparativa de programas de investigación de corte institucionalista han tendido a relegar de sus agendas de investigación el análisis epistemológico de los modelos explicativos considerados. En este sentido, en su afán de dar cuenta del carácter social de la ciencia apenas si han reparado en los nexos que pueden establecerse entre la explicación social de la ciencia y la explicación científica de "lo social". Con el objeto de atender a ello la tesis analiza las implicancias epistemológicas, metodológicas y ontológicas del estudio social de la ciencia considerando a la relación "humano-máquina" o "humano-no humano" como un hilo de Ariadna en la identificación de rupturas y continuidades en la consideración del vínculo "ciencia-sociedad". Desde esta perspectiva se estudia la dinámica de cambio conceptual, teórico y/o metodológico que dio lugar a la emergencia y desarrollo del estudio social de la ciencia en relación con aquella que modeló al estudio científico de "lo social", se identifican los cambios epistemológicos, ontológicos y metodológicos que configuraron a la dimensión no humana como un tópico relevante, cuando no ineludible, en la explicación social de la ciencia, se examinan las implicancias de la incorporación de los objetos naturales y/o tecnológicos a los modelos explicativos del estudio social de la ciencia en el contexto de la crítica poshumanista a las teorías de la acción que han asumido al sujeto como epicentro del análisis, y se analiza el impacto de la mencionada crítica en términos de un reordenamiento de los vínculos entre el estudio social de la ciencia y el estudio científico de "lo social". De este modo se ofrece una faceta de los estudios sociales de la ciencia inadvertida por buena parte de la literatura especializada, más atenta a la confrontación de imágenes sociológicas y filosóficas de la ciencia en el contexto de la denominada "guerra de las ciencias" que a sus implicancias epistemológicas para el estudio científico de "lo social". Enfatizando así el anclaje disciplinar del estudio social de la ciencia no se suscribe una visión "internalista" del progreso epistémico, sino que, por el contrario, se sugiere que la simultánea consideración de factores disciplinares y extra disciplinares resulta una estrategia tan fructífera como innovadora para analizar un campo que, al extender el dominio de la explicación social al ámbito de los fenómenos físico-naturales, ha dado lugar a uno de los más complejos casos de interacción disciplinar.

Humanos y máquinas : Aspectos epistemológicos de su relación en el debate humanismo-poshumanismo

En la tesis se consideran los procesos de cambio conceptual, teórico y metodológico que modelaron el desarrollo de los estudios sociales de la ciencia desde su emergencia hasta la actualidad, con el objeto de analizar los alcances y límites de las perspectivas humanistas y poshumanistas en la comprensión del vínculo "humano-no humano". Los estudios sociales de la ciencia conforman un campo marginal tanto dentro de los estudios metacientíficos como de la disciplina que les dio origen: la sociología. Si bien en las últimas décadas éstos han dado lugar a un significativo progreso en la comprensión cualitativa y cuantitativa de la ciencia y la tecnología, al responder primordialmente a la inquietud empírico-comparativa de programas de investigación de corte institucionalista han tendido a relegar de sus agendas de investigación el análisis epistemológico de los modelos explicativos considerados. En este sentido, en su afán de dar cuenta del carácter social de la ciencia apenas si han reparado en los nexos que pueden establecerse entre la explicación social de la ciencia y la explicación científica de "lo social". Con el objeto de atender a ello la tesis analiza las implicancias epistemológicas, metodológicas y ontológicas del estudio social de la ciencia considerando a la relación "humano-máquina" o "humano-no humano" como un hilo de Ariadna en la identificación de rupturas y continuidades en la consideración del vínculo "ciencia-sociedad". Desde esta perspectiva se estudia la dinámica de cambio conceptual, teórico y/o metodológico que dio lugar a la emergencia y desarrollo del estudio social de la ciencia en relación con aquella que modeló al estudio científico de "lo social", se identifican los cambios epistemológicos, ontológicos y metodológicos que configuraron a la dimensión no humana como un tópico relevante, cuando no ineludible, en la explicación social de la ciencia, se examinan las implicancias de la incorporación de los objetos naturales y/o tecnológicos a los modelos explicativos del estudio social de la ciencia en el contexto de la crítica poshumanista a las teorías de la acción que han asumido al sujeto como epicentro del análisis, y se analiza el impacto de la mencionada crítica en términos de un reordenamiento de los vínculos entre el estudio social de la ciencia y el estudio científico de "lo social". De este modo se ofrece una faceta de los estudios sociales de la ciencia inadvertida por buena parte de la literatura especializada, más atenta a la confrontación de imágenes sociológicas y filosóficas de la ciencia en el contexto de la denominada "guerra de las ciencias" que a sus implicancias epistemológicas para el estudio científico de "lo social". Enfatizando así el anclaje disciplinar del estudio social de la ciencia no se suscribe una visión "internalista" del progreso epistémico, sino que, por el contrario, se sugiere que la simultánea consideración de factores disciplinares y extra disciplinares resulta una estrategia tan fructífera como innovadora para analizar un campo que, al extender el dominio de la explicación social al ámbito de los fenómenos físico-naturales, ha dado lugar a uno de los más complejos casos de interacción disciplinar.

Humanos y máquinas : Aspectos epistemológicos de su relación en el debate humanismo-poshumanismo

En la tesis se consideran los procesos de cambio conceptual, teórico y metodológico que modelaron el desarrollo de los estudios sociales de la ciencia desde su emergencia hasta la actualidad, con el objeto de analizar los alcances y límites de las perspectivas humanistas y poshumanistas en la comprensión del vínculo "humano-no humano". Los estudios sociales de la ciencia conforman un campo marginal tanto dentro de los estudios metacientíficos como de la disciplina que les dio origen: la sociología. Si bien en las últimas décadas éstos han dado lugar a un significativo progreso en la comprensión cualitativa y cuantitativa de la ciencia y la tecnología, al responder primordialmente a la inquietud empírico-comparativa de programas de investigación de corte institucionalista han tendido a relegar de sus agendas de investigación el análisis epistemológico de los modelos explicativos considerados. En este sentido, en su afán de dar cuenta del carácter social de la ciencia apenas si han reparado en los nexos que pueden establecerse entre la explicación social de la ciencia y la explicación científica de "lo social". Con el objeto de atender a ello la tesis analiza las implicancias epistemológicas, metodológicas y ontológicas del estudio social de la ciencia considerando a la relación "humano-máquina" o "humano-no humano" como un hilo de Ariadna en la identificación de rupturas y continuidades en la consideración del vínculo "ciencia-sociedad". Desde esta perspectiva se estudia la dinámica de cambio conceptual, teórico y/o metodológico que dio lugar a la emergencia y desarrollo del estudio social de la ciencia en relación con aquella que modeló al estudio científico de "lo social", se identifican los cambios epistemológicos, ontológicos y metodológicos que configuraron a la dimensión no humana como un tópico relevante, cuando no ineludible, en la explicación social de la ciencia, se examinan las implicancias de la incorporación de los objetos naturales y/o tecnológicos a los modelos explicativos del estudio social de la ciencia en el contexto de la crítica poshumanista a las teorías de la acción que han asumido al sujeto como epicentro del análisis, y se analiza el impacto de la mencionada crítica en términos de un reordenamiento de los vínculos entre el estudio social de la ciencia y el estudio científico de "lo social". De este modo se ofrece una faceta de los estudios sociales de la ciencia inadvertida por buena parte de la literatura especializada, más atenta a la confrontación de imágenes sociológicas y filosóficas de la ciencia en el contexto de la denominada "guerra de las ciencias" que a sus implicancias epistemológicas para el estudio científico de "lo social". Enfatizando así el anclaje disciplinar del estudio social de la ciencia no se suscribe una visión "internalista" del progreso epistémico, sino que, por el contrario, se sugiere que la simultánea consideración de factores disciplinares y extra disciplinares resulta una estrategia tan fructífera como innovadora para analizar un campo que, al extender el dominio de la explicación social al ámbito de los fenómenos físico-naturales, ha dado lugar a uno de los más complejos casos de interacción disciplinar.

Design and control of multi-finger haptic devices for dexterous manipulation

En la interacción con el entorno que nos rodea durante nuestra vida diaria (utilizar un cepillo de dientes, abrir puertas, utilizar el teléfono móvil, etc.) y en situaciones profesionales (intervenciones médicas, procesos de producción, etc.), típicamente realizamos manipulaciones avanzadas que incluyen la utilización de los dedos de ambas manos. De esta forma el desarrollo de métodos de interacción háptica multi-dedo dan lugar a interfaces hombre-máquina más naturales y realistas. No obstante, la mayoría de interfaces hápticas disponibles en el mercado están basadas en interacciones con un solo punto de contacto; esto puede ser suficiente para la exploración o palpación del entorno pero no permite la realización de tareas más avanzadas como agarres. En esta tesis, se investiga el diseño mecánico, control y aplicaciones de dispositivos hápticos modulares con capacidad de reflexión de fuerzas en los dedos índice, corazón y pulgar del usuario. El diseño mecánico de la interfaz diseñada, ha sido optimizado con funciones multi-objetivo para conseguir una baja inercia, un amplio espacio de trabajo, alta manipulabilidad y reflexión de fuerzas superiores a 3 N en el espacio de trabajo. El ancho de banda y la rigidez del dispositivo se han evaluado mediante simulación y experimentación real. Una de las áreas más importantes en el diseño de estos dispositivos es el efector final, ya que es la parte que está en contacto con el usuario. Durante este trabajo se ha diseñado un dedal de bajo peso, adaptable a diferentes usuarios que, mediante la incorporación de sensores de contacto, permite estimar fuerzas normales y tangenciales durante la interacción con entornos reales y virtuales. Para el diseño de la arquitectura de control, se estudiaron los principales requisitos para estos dispositivos. Entre estos, cabe destacar la adquisición, procesado e intercambio a través de internet de numerosas señales de control e instrumentación; la computación de equaciones matemáticas incluyendo la cinemática directa e inversa, jacobiana, algoritmos de detección de agarres, etc. Todos estos componentes deben calcularse en tiempo real garantizando una frecuencia mínima de 1 KHz. Además, se describen sistemas para manipulación de precisión virtual y remota; así como el diseño de un método denominado "desacoplo cinemático iterativo" para computar la cinemática inversa de robots y la comparación con otros métodos actuales. Para entender la importancia de la interacción multimodal, se ha llevado a cabo un estudio para comprobar qué estímulos sensoriales se correlacionan con tiempos de respuesta más rápidos y de mayor precisión. Estos experimentos se desarrollaron en colaboración con neurocientíficos del instituto Technion Israel Institute of Technology. Comparando los tiempos de respuesta en la interacción unimodal (auditiva, visual y háptica) con combinaciones bimodales y trimodales de los mismos, se demuestra que el movimiento sincronizado de los dedos para generar respuestas de agarre se basa principalmente en la percepción háptica. La ventaja en el tiempo de procesamiento de los estímulos hápticos, sugiere que los entornos virtuales que incluyen esta componente sensorial generan mejores contingencias motoras y mejoran la credibilidad de los eventos. Se concluye que, los sistemas que incluyen percepción háptica dotan a los usuarios de más tiempo en las etapas cognitivas para rellenar información de forma creativa y formar una experiencia más rica. Una aplicación interesante de los dispositivos hápticos es el diseño de nuevos simuladores que permitan entrenar habilidades manuales en el sector médico. En colaboración con fisioterapeutas de Griffith University en Australia, se desarrolló un simulador que permite realizar ejercicios de rehabilitación de la mano. Las propiedades de rigidez no lineales de la articulación metacarpofalange del dedo índice se estimaron mediante la utilización del efector final diseñado. Estos parámetros, se han implementado en un escenario que simula el comportamiento de la mano humana y que permite la interacción háptica a través de esta interfaz. Las aplicaciones potenciales de este simulador están relacionadas con entrenamiento y educación de estudiantes de fisioterapia. En esta tesis, se han desarrollado nuevos métodos que permiten el control simultáneo de robots y manos robóticas en la interacción con entornos reales. El espacio de trabajo alcanzable por el dispositivo háptico, se extiende mediante el cambio de modo de control automático entre posición y velocidad. Además, estos métodos permiten reconocer el gesto del usuario durante las primeras etapas de aproximación al objeto para su agarre. Mediante experimentos de manipulación avanzada de objetos con un manipulador y diferentes manos robóticas, se muestra que el tiempo en realizar una tarea se reduce y que el sistema permite la realización de la tarea con precisión. Este trabajo, es el resultado de una colaboración con investigadores de Harvard BioRobotics Laboratory. ABSTRACT When we interact with the environment in our daily life (using a toothbrush, opening doors, using cell-phones, etc.), or in professional situations (medical interventions, manufacturing processes, etc.) we typically perform dexterous manipulations that involve multiple fingers and palm for both hands. Therefore, multi-Finger haptic methods can provide a realistic and natural human-machine interface to enhance immersion when interacting with simulated or remote environments. Most commercial devices allow haptic interaction with only one contact point, which may be sufficient for some exploration or palpation tasks but are not enough to perform advanced object manipulations such as grasping. In this thesis, I investigate the mechanical design, control and applications of a modular haptic device that can provide force feedback to the index, thumb and middle fingers of the user. The designed mechanical device is optimized with a multi-objective design function to achieve a low inertia, a large workspace, manipulability, and force-feedback of up to 3 N within the workspace; the bandwidth and rigidity for the device is assessed through simulation and real experimentation. One of the most important areas when designing haptic devices is the end-effector, since it is in contact with the user. In this thesis the design and evaluation of a thimble-like, lightweight, user-adaptable, and cost-effective device that incorporates four contact force sensors is described. This design allows estimation of the forces applied by a user during manipulation of virtual and real objects. The design of a real-time, modular control architecture for multi-finger haptic interaction is described. Requirements for control of multi-finger haptic devices are explored. Moreover, a large number of signals have to be acquired, processed, sent over the network and mathematical computations such as device direct and inverse kinematics, jacobian, grasp detection algorithms, etc. have to be calculated in Real Time to assure the required high fidelity for the haptic interaction. The Hardware control architecture has different modules and consists of an FPGA for the low-level controller and a RT controller for managing all the complex calculations (jacobian, kinematics, etc.); this provides a compact and scalable solution for the required high computation capabilities assuring a correct frequency rate for the control loop of 1 kHz. A set-up for dexterous virtual and real manipulation is described. Moreover, a new algorithm named the iterative kinematic decoupling method was implemented to solve the inverse kinematics of a robotic manipulator. In order to understand the importance of multi-modal interaction including haptics, a subject study was carried out to look for sensory stimuli that correlate with fast response time and enhanced accuracy. This experiment was carried out in collaboration with neuro-scientists from Technion Israel Institute of Technology. By comparing the grasping response times in unimodal (auditory, visual, and haptic) events with the response times in events with bimodal and trimodal combinations. It is concluded that in grasping tasks the synchronized motion of the fingers to generate the grasping response relies on haptic cues. This processing-speed advantage of haptic cues suggests that multimodalhaptic virtual environments are superior in generating motor contingencies, enhancing the plausibility of events. Applications that include haptics provide users with more time at the cognitive stages to fill in missing information creatively and form a richer experience. A major application of haptic devices is the design of new simulators to train manual skills for the medical sector. In collaboration with physical therapists from Griffith University in Australia, we developed a simulator to allow hand rehabilitation manipulations. First, the non-linear stiffness properties of the metacarpophalangeal joint of the index finger were estimated by using the designed end-effector; these parameters are implemented in a scenario that simulates the behavior of the human hand and that allows haptic interaction through the designed haptic device. The potential application of this work is related to educational and medical training purposes. In this thesis, new methods to simultaneously control the position and orientation of a robotic manipulator and the grasp of a robotic hand when interacting with large real environments are studied. The reachable workspace is extended by automatically switching between rate and position control modes. Moreover, the human hand gesture is recognized by reading the relative movements of the index, thumb and middle fingers of the user during the early stages of the approximation-to-the-object phase and then mapped to the robotic hand actuators. These methods are validated to perform dexterous manipulation of objects with a robotic manipulator, and different robotic hands. This work is the result of a research collaboration with researchers from the Harvard BioRobotics Laboratory. The developed experiments show that the overall task time is reduced and that the developed methods allow for full dexterity and correct completion of dexterous manipulations.

Evaluation of a transplantation algorithm for expressive speech synthesis

When designing human-machine interfaces it is important to consider not only the bare bones functionality but also the ease of use and accessibility it provides. When talking about voice-based inter- faces, it has been proven that imbuing expressiveness into the synthetic voices increases signi?cantly its perceived naturalness, which in the end is very helpful when building user friendly interfaces. This paper proposes an adaptation based expressiveness transplantation system capable of copying the emotions of a source speaker into any desired target speaker with just a few minutes of read speech and without requiring the record- ing of additional expressive data. This system was evaluated through a perceptual test for 3 speakers showing up to an average of 52% emotion recognition rates relative to the natural voice recognition rates, while at the same time keeping good scores in similarity and naturality.

Herramienta de interacción persona-ordenador para la operación de vehículos aéreos no tripulados

En la presente memoria se describe el trabajo de diseño de una herramienta de interacción persona-ordenador (HMI) para la operación y supervisión de vehículos aéreos no tripulados (UAV). En primer lugar se hace una introducción a los tipos de UAVs y aplicaciones más comunes, describiendo sus características técnicas y los componentes que integra en el sistema. Mediante la revisión y análisis de los diferentes niveles de autonomía y las diferentes soluciones de presentación existentes en el mercado, se identifican los modos de operación y componentes principales de la interfaz. A continuación se describe el diseño final del software de la interfaz y el proceso de desarrollo de la misma, para ello se hace un análisis previo del software robótico sobre el que opera el sistema abordo del UAV y se establecen los enlaces de comunicación entre cada uno de los componentes y los requisitos de integración con el sistema. Finalmente, se muestran las pruebas que se han realizado para validar la construcción de la herramienta. This report outlines the design and construction of a human-machine interface (HMI), designed to facilitate the supervision and operation with unmanned aerial vehicles (UAV). First, it is described an introduction to UAVs classification and application fields, reviewing the hardware features and software integration components. In order to define the basic components and operation modes in the general design, a brief review of the different presentation solutions and autonomous levels is described. As a result, it is presented the final software design, the components details and the system integration requirements. Finally, it is also concluded with some of the tests that have been conducted to validate the design and construction of the human-machine interface

An Adjustable Compliant Joint for Lower-Limb Exoskeletons

The field of exoskeletons and wearable devices for walking assistance and rehabilitation has advanced considerably over the past few years. Currently, commercial devices contain joints with stiff actuators that cannot adapt to unpredictable environments. These actuators consume more energy and may not be appropriate for human-machine interactions. Thus, adjustable compliant actuators are being cautiously incorporated into new exoskeletons and active orthoses. Some simulation-based studies have evaluated the benefits of incorporating compliant joints into such devices. Another reason that compliant actuators are desirable is that spasticity and spasmodic movements are common among patients with motor deficiencies; compliant actuators could efficiently absorb these perturbations and improve joint control. In this paper, we provide an overview of the requirements that must be fulfilled by these actuators while evaluating the behavior of leg joints in the locomotion cycle. A brief review of existing compliant actuators is conducted, and our proposed variable stiffness actuator prototype is presented and evaluated. The actuator prototype is implemented in an exoskeleton knee joint operated by a state machine that exploits the dynamics of the leg, resulting in a reduction in actuation energy demand and better adaptability to disturbances.

Rhesus monkeys know when they remember

Humans are consciously aware of some memories and can make verbal reports about these memories. Other memories cannot be brought to consciousness, even though they influence behavior. This conspicuous difference in access to memories is central in taxonomies of human memory systems but has been difficult to document in animal studies, suggesting that some forms of memory may be unique to humans. Here I show that rhesus macaque monkeys can report the presence or absence of memory. Although it is probably impossible to document subjective, conscious properties of memory in nonverbal animals, this result objectively demonstrates an important functional parallel with human conscious memory. Animals able to discern the presence and absence of memory should improve accuracy if allowed to decline memory tests when they have forgotten, and should decline tests most frequently when memory is attenuated experimentally. One of two monkeys examined unequivocally met these criteria under all test conditions, whereas the second monkey met them in all but one case. Probe tests were used to rule out “cueing” by a wide variety of environmental and behavioral stimuli, leaving detection of the absence of memory per se as the most likely mechanism underlying the monkeys' abilities to selectively decline memory tests when they had forgotten.

Research in speech communication.

Advances in digital speech processing are now supporting application and deployment of a variety of speech technologies for human/machine communication. In fact, new businesses are rapidly forming about these technologies. But these capabilities are of little use unless society can afford them. Happily, explosive advances in microelectronics over the past two decades have assured affordable access to this sophistication as well as to the underlying computing technology. The research challenges in speech processing remain in the traditionally identified areas of recognition, synthesis, and coding. These three areas have typically been addressed individually, often with significant isolation among the efforts. But they are all facets of the same fundamental issue--how to represent and quantify the information in the speech signal. This implies deeper understanding of the physics of speech production, the constraints that the conventions of language impose, and the mechanism for information processing in the auditory system. In ongoing research, therefore, we seek more accurate models of speech generation, better computational formulations of language, and realistic perceptual guides for speech processing--along with ways to coalesce the fundamental issues of recognition, synthesis, and coding. Successful solution will yield the long-sought dictation machine, high-quality synthesis from text, and the ultimate in low bit-rate transmission of speech. It will also open the door to language-translating telephony, where the synthetic foreign translation can be in the voice of the originating talker.