Semantic and fuzzy modelling for human behaviour recognition in smart spaces : a case study on ambient assisted living.

Human activity recognition in everyday environments is a critical, but challenging task in Ambient Intelligence applications to achieve proper Ambient Assisted Living, and key challenges still remain to be dealt with to realize robust methods. One of the major limitations of the Ambient Intelligence systems today is the lack of semantic models of those activities on the environment, so that the system can recognize the speci c activity being performed by the user(s) and act accordingly. In this context, this thesis addresses the general problem of knowledge representation in Smart Spaces. The main objective is to develop knowledge-based models, equipped with semantics to learn, infer and monitor human behaviours in Smart Spaces. Moreover, it is easy to recognize that some aspects of this problem have a high degree of uncertainty, and therefore, the developed models must be equipped with mechanisms to manage this type of information. A fuzzy ontology and a semantic hybrid system are presented to allow modelling and recognition of a set of complex real-life scenarios where vagueness and uncertainty are inherent to the human nature of the users that perform it. The handling of uncertain, incomplete and vague data (i.e., missing sensor readings and activity execution variations, since human behaviour is non-deterministic) is approached for the rst time through a fuzzy ontology validated on real-time settings within a hybrid data-driven and knowledgebased architecture. The semantics of activities, sub-activities and real-time object interaction are taken into consideration. The proposed framework consists of two main modules: the low-level sub-activity recognizer and the high-level activity recognizer. The rst module detects sub-activities (i.e., actions or basic activities) that take input data directly from a depth sensor (Kinect). The main contribution of this thesis tackles the second component of the hybrid system, which lays on top of the previous one, in a superior level of abstraction, and acquires the input data from the rst module's output, and executes ontological inference to provide users, activities and their in uence in the environment, with semantics. This component is thus knowledge-based, and a fuzzy ontology was designed to model the high-level activities. Since activity recognition requires context-awareness and the ability to discriminate among activities in di erent environments, the semantic framework allows for modelling common-sense knowledge in the form of a rule-based system that supports expressions close to natural language in the form of fuzzy linguistic labels. The framework advantages have been evaluated with a challenging and new public dataset, CAD-120, achieving an accuracy of 90.1% and 91.1% respectively for low and high-level activities. This entails an improvement over both, entirely data-driven approaches, and merely ontology-based approaches. As an added value, for the system to be su ciently simple and exible to be managed by non-expert users, and thus, facilitate the transfer of research to industry, a development framework composed by a programming toolbox, a hybrid crisp and fuzzy architecture, and graphical models to represent and con gure human behaviour in Smart Spaces, were developed in order to provide the framework with more usability in the nal application. As a result, human behaviour recognition can help assisting people with special needs such as in healthcare, independent elderly living, in remote rehabilitation monitoring, industrial process guideline control, and many other cases. This thesis shows use cases in these areas.

Hankinnan prosessien systemaattinen kehittäminen

Tämän pro gradu -tutkielman tavoitteena oli standardoida ja kehittää hankinnan prosesseja systemaattisesti. Prosessien standardoiminen edesauttaa organisaation itseohjautuvuutta ja parantaa organisaation kyvykkyyttä. Tämä tutkielma tuottaa uutta tutkimustietoa tutkimusaukkoon hankinnan prosessien systemaattisesta kehittämisestä. Tutkielman teoriaosassa käsitellään prosessiajattelua, ISO 9001 standardin vaikutusta hankintatoimintaan, tunnistetaan hankinnan prosesseja ja esitetään erilaisia hankinnan prosesseihin soveltuvia LEAN Six Sigma kehitystyökaluja. Tutkielman empiirinen osio on toteutettu toimeksiantona suurelle teollisuusyritykselle. Tämän tutkielman empiirisessä osiossa on yhdistelty kvalitatiiviselle ja kvantitatiiviselle tutkimukselle ominaisia tutkimusmetodologioita. Tutkimusmetodologioiden yhdisteleminen tuottaa lisäarvoa tutkielman toteutukselle ja parantaa työn luotettavuutta. Tässä tutkielmassa käytetyt tutkimusmenetelmät koostuvat kvantitatiiviselle tutkimukselle ominaisesta kyselystä hankinnan prosessien nykytilan selvittämiseksi sekä kvalitatiivisen tutkimuksen tutkimusmenetelmille ominaisesta tapaustutkimuksesta. Kyselyn avulla muodostettiin analyysi hankinnan prosessien nykytilasta, jonka pohjalta toimeksiantajayritykselle ehdotettiin kehitettäviä hankinnan prosesseja. Lopulliseksi kehityskohteeksi valittu prosessi määriteltiin aivoriihessä kerätyn tiedon perusteella kehityspotentiaalin esille tuovasta nelikentästä. Kehitettävä prosessi asemoitui samalla tapaustutkimuksella tutkittavaksi tapaukseksi. Kehitettäväksi prosessiksi valittiin saapuvan tavaran vastaanotto ja visuaalinen tarkastaminen. Prosessia kehitettiin mallintamalla ja LEAN Six Sigma menetelmiä hyödyntäen. Prosessimallinnuksen sekä LEAN Six Sigma menetelmien tueksi kerättiin tietoa aivoriihistä ja teemahaastatteluista. Tutkielman tuloksena toimeksiantajayritys sai kokonaiskuvan hankinnan prosessien nykytilasta, kehitetyn tavoiteprosessin ja työohjeen saapuvan tavaran vastaanotolle ja visuaaliselle tarkastukselle sekä jatkossa hankinnan prosessien standardoimista ja kehittämistä helpottavan hankinnan prosessin systemaattisen kehittämismallin. Hankinnan prosessin systemaattinen kehittämismalli on uutta tutkimustietoa, joka asemoituu hankinnan prosessien kehittämisen tutkimusaukkoon. Hankinnan prosessin systemaattista kehittämismallia ei tämän tutkielman pohjalta voida yleistää, koska tutkielma on toteutettu toimeksiantajayrityksen lähtökohdista. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että toimeksiantajayritys, muut organisaatiot sekä tutkimuskenttä tarvitsevat lisää tietoa hankinnan prosessien kehittämisestä. Hankinnan prosessien kehittämistä tulisi tutkia enemmän ja erityisesti tässä tutkielmassa esitettyä kehittämismallia tulisi jatkossa testata niin, että kehittämismallin toimivuus voitaisiin yleistää.

Vibration analysis of a power take-off line

Gear rattle is a phenomenon that occurs when idling or lightly loaded gears collide due to engine’s torque fluctuations. This behaviour is related to vibration behaviour of the transmission system. Aim of this master’s thesis is to evaluate Adams and Adams/Machinery as a simulation tools for modelling the rattle e ect in a transmission system. A case study of tractor’s power take-o driveline, suspected to be prone to rattle, is performed in this work. Modelling methods used by Adams in this type of study are presented in the theory section while simulation model build with the software during this work is presented in the results. The Machinery toolbox is used to create gears and bearings while other model components are created with standard Adams tool set. Geometries and excitations are exported from other softwares. Results were obtained from multiple variations of a base model. These result sets and literature review suggest that Adams/Machinery may not be the most suitable tool for rattle analysis. While the system behaviour was partially captured, for accurate modelling user-written routines must be used which may be more easily performed with other tools. Further research about this topic is required.

Internet : väline, lähde vai kohde?

Kirjallisuusarvostelu

Muutos ja pysyvyys sosiaalisessa mediassa

Kirjallisuusarvostelu

Pörssiyritysten taloudellinen raportointi ja konkurssiyritysten vuosikertomusten sisällönanalyysi

Listattuja yrityksiä käsittelevä konkurssitutkimus on ollut vähäistä aineiston niukkuuden vuoksi. Perinteiset tutkimusmenetelmät ovat soveltaneet pitkälti kvantitatiivista lähestymistapaa, jonka historiallisesti keskeisinä vaikuttajina ovat olleet Edward I. Altman (1968) ja William H. Beaver (1966). Näiden vanavedessä suomalaiset Aatto Prihti ja Erkki K. Laitinen (1990) ovat tehneet omaa tutkimustyötään konkurssitutkimuksen parissa. Kvantitatiivisen tutkimuksen rinnalle on kuitenkin nostettu kvalitatiivinen lähestymistapa, erityisesti sisällönanalyysi. Tuoreet tutkimukset puoltavat tämänkaltaisen lähestymistavan käyttökelpoisuutta, sillä metodi perustuu ei-numeerisen tiedon, esimerkiksi vuosikertomusnarratiivien analysointiin. Narratiivien on todettu sisältävän informaatiota, joka indikoi mahdollista konkurssia jopa aiemmin kuin numeerinen tunnuslukuinformaatio Tässä tutkielmassa analysoidaan kolmen suomalaisen konkurssiin menneen pörssiyrityksen tuottamaa ei-numeerista taloudellista informaatiota viideltä vuodelta ennen konkurssia. Aineisto on rajattu johdon katsausosioihin. Lähestymistavasta huolimatta numeerista tunnuslukuinformaatiota ei ole sivuutettu tutkielmassa, vaan se kulkee rinnalla läpi työn. Tarkastelunäkökulman avulla on pyritty vertailemaan yrityksen tilinpäätöksestä johdettujen tunnuslukujen ja toisaalta yrityksen oman sanallisen kerronnan välisiä mahdollisia ristiriitaisuuksia. Tutkimusmetodina sovelletaan teoriaohjaavaa sisällönanalyysia, jonka valinta perustuu tutkimusaineistoon ja sen luonteeseen. Narrattivisen aineiston teemoittelu pohjautuu Osgoodin ym. (1957) sekä Houghtonin (1988) luomaan teoreettiseen viitekehykseen. Tutkimustulokset osoittavat, että kunkin case-yrityksen narratiivisessa viestinnässä korostuu optimismi, positiiviset odotukset sekä vahva usko toiminnan jatkuvuuteen, vaikka tunnuslukuinformaatio viestii varsin mittavista taloudellisista haasteista. Yrityksen toimintaympäristöstä kumpuavat haasteet tuodaan myös esille, mutta myös epäonnistumiset omassa operatiivisessa toiminnassa viestitään. Samanaikaisesti viitataan kuitenkin toimenpiteisiin liiketoiminnan suunnan kääntämiseksi positiiviseksi ja asenne on tulevaisuusorientoitunut. Toimenpiteet ovat kuitenkin ennemmin rationalisointihankkeita kuin varsinaisia kehitysaktiviteetteja. Identtiset piirteet yritysten narratiivien kesken eivät kuitenkaan viesti siitä, että sanallinen kerronta olisi ristiriidassa tunnuslukuinformaation kanssa. Lisäksi johdon katsausosion vapaamuotoinen luonne tilintarkastamattomana kertomuksena antaa tietynlaisen vapauden kertoa asioista kirjoittajan toivomalla tavalla, joka hyvin tyypillisesti on katsausosiossa ollut varsinaisia tunnuslukuja väistävä.

Gaining Insights About Water: The Value of Surveys in First Nations Communities to Inform Water Governance

Knowledge of how water is perceived, used and managed in a community is critical to the endeavour of water governance. Surveys of individuals residing in a community offer a valuable avenue to gain information about several of these aspects of water. This paper draws upon experiences in three First Nation communities to explore the values of surveys to illuminate water issues and inform water decision-making. Findings from experiences with surveys in Six Nations of the Grand River, Mississaugas of the New Credit, and Oneida First Nation of the Thames reveal rich information about how surveys can provide insights about: the connection of individuals to the land, water and their community; reasons for valuing water; perceptions of water quality and issues surrounding water-related advisories; and, degree of satisfaction with water management and governance at different scales. Community partners reflected upon the findings of the survey for their community. Dialogue was then broadened across the cases as the partners offer benefits and challenges associated with the survey. Community surveys offer an important tool in the resource managers’ toolbox to understand social perceptions of water and provide valuable insights that may assist in improving its governance.

Visual information processing during conscious and non-conscious face perception

Les stimuli naturels projetés sur nos rétines nous fournissent de l’information visuelle riche. Cette information varie le long de propriétés de « bas niveau » telles que la luminance, le contraste, et les fréquences spatiales. Alors qu’une partie de cette information atteint notre conscience, une autre partie est traitée dans le cerveau sans que nous en soyons conscients. Les propriétés de l’information influençant l’activité cérébrale et le comportement de manière consciente versus non-consciente demeurent toutefois peu connues. Cette question a été examinée dans les deux derniers articles de la présente thèse, en exploitant les techniques psychophysiques développées dans les deux premiers articles. Le premier article présente la boîte à outils SHINE (spectrum, histogram, and intensity normalization and equalization), développée afin de permettre le contrôle des propriétés de bas niveau de l'image dans MATLAB. Le deuxième article décrit et valide la technique dite des bulles fréquentielles, qui a été utilisée tout au long des études de cette thèse pour révéler les fréquences spatiales utilisées dans diverses tâches de perception des visages. Cette technique offre les avantages d’une haute résolution au niveau des fréquences spatiales ainsi que d’un faible biais expérimental. Le troisième et le quatrième article portent sur le traitement des fréquences spatiales en fonction de la conscience. Dans le premier cas, la méthode des bulles fréquentielles a été utilisée avec l'amorçage par répétition masquée dans le but d’identifier les fréquences spatiales corrélées avec les réponses comportementales des observateurs lors de la perception du genre de visages présentés de façon consciente versus non-consciente. Les résultats montrent que les mêmes fréquences spatiales influencent de façon significative les temps de réponse dans les deux conditions de conscience, mais dans des sens opposés. Dans le dernier article, la méthode des bulles fréquentielles a été combinée à des enregistrements intracrâniens et au Continuous Flash Suppression (Tsuchiya & Koch, 2005), dans le but de cartographier les fréquences spatiales qui modulent l'activation de structures spécifiques du cerveau (l'insula et l'amygdale) lors de la perception consciente versus non-consciente des expressions faciales émotionnelles. Dans les deux régions, les résultats montrent que la perception non-consciente s'effectue plus rapidement et s’appuie davantage sur les basses fréquences spatiales que la perception consciente. La contribution de cette thèse est donc double. D’une part, des contributions méthodologiques à la recherche en perception visuelle sont apportées par l'introduction de la boîte à outils SHINE ainsi que de la technique des bulles fréquentielles. D’autre part, des indications sur les « corrélats de la conscience » sont fournies à l’aide de deux approches différentes.

The expression and production of piano timbre : gestural control and technique, perception and verbalisation in the context of piano performance and practice

La version intégrale de cette thèse est disponible uniquement pour consultation individuelle à la Bibliothèque de musique de l’Université de Montréal (http://www.bib.umontreal.ca/MU).

An Ethic of Connectedness: Book Review of The Connected Self: The Ethics and Governance of the Genetic Individual

Compte-rendu / Review

Efficient Transmitter/Receiver Architectures for High Performance Wireless Applications

The thesis focuses on efficient design methods and reconfiguration architectures suitable for higher performance wireless communication .The work presented in this thesis describes the development of compact,inexpensive and low power communication devices that are robust,testable and capable of handling multiple communication standards.A new multistandard Decimation Filter Design Toolbox is developed in MATLAB GUIDE environment.RNS based dual-mode decimation filters reconfigurable for WCDMA/WiMAX and WCDMA/WLANa standards are designed and implemented.It offers high speed operation with lesser area requirement and lower dynamic power dissipation.A novel sigma-delta based direct analog-to-residue converter that reduces the complexity of RNS conversion circuitry is presented.The performance of an OFDM communication system with a new RRNS-convolutional concatenated coding is analysed and improved BER performance is obtained under different channel conditions. Easily testable MAC units for filters are presented using Reed-Muller logic for realization.

Entanglement analysis of atomic processes and quantum registers

During recent years, quantum information processing and the study of N−qubit quantum systems have attracted a lot of interest, both in theory and experiment. Apart from the promise of performing efficient quantum information protocols, such as quantum key distribution, teleportation or quantum computation, however, these investigations also revealed a great deal of difficulties which still need to be resolved in practise. Quantum information protocols rely on the application of unitary and non–unitary quantum operations that act on a given set of quantum mechanical two-state systems (qubits) to form (entangled) states, in which the information is encoded. The overall system of qubits is often referred to as a quantum register. Today the entanglement in a quantum register is known as the key resource for many protocols of quantum computation and quantum information theory. However, despite the successful demonstration of several protocols, such as teleportation or quantum key distribution, there are still many open questions of how entanglement affects the efficiency of quantum algorithms or how it can be protected against noisy environments. To facilitate the simulation of such N−qubit quantum systems and the analysis of their entanglement properties, we have developed the Feynman program. The program package provides all necessary tools in order to define and to deal with quantum registers, quantum gates and quantum operations. Using an interactive and easily extendible design within the framework of the computer algebra system Maple, the Feynman program is a powerful toolbox not only for teaching the basic and more advanced concepts of quantum information but also for studying their physical realization in the future. To this end, the Feynman program implements a selection of algebraic separability criteria for bipartite and multipartite mixed states as well as the most frequently used entanglement measures from the literature. Additionally, the program supports the work with quantum operations and their associated (Jamiolkowski) dual states. Based on the implementation of several popular decoherence models, we provide tools especially for the quantitative analysis of quantum operations. As an application of the developed tools we further present two case studies in which the entanglement of two atomic processes is investigated. In particular, we have studied the change of the electron-ion spin entanglement in atomic photoionization and the photon-photon polarization entanglement in the two-photon decay of hydrogen. The results show that both processes are, in principle, suitable for the creation and control of entanglement. Apart from process-specific parameters like initial atom polarization, it is mainly the process geometry which offers a simple and effective instrument to adjust the final state entanglement. Finally, for the case of the two-photon decay of hydrogenlike systems, we study the difference between nonlocal quantum correlations, as given by the violation of the Bell inequality and the concurrence as a true entanglement measure.

Methods of generating carrier-envelope-phase stabilized, intense, few-cycle laser pulses

Ultrafast laser pulses have become an integral part of the toolbox of countless laboratories doing physics, chemistry, and biological research. The work presented here is motivated by a section in the ever-growing, interdisciplinary research towards understanding the fundamental workings of light-matter interactions. Specifically, attosecond pulses can be useful tools to obtain the desired insight. However access to, and the utility of, such pulses is dependent on the generation of intense, few-cycle, carrier-envelope-phase stabilized laser pulses. The presented work can be thought of as a sort of roadmap towards the latter. From the oscillator which provides the broadband seed to amplification methods, the integral pieces necessary for the generation of attosecond pulses are discussed. A range of topics from the fundamentals to design challenges is presented, outfitting the way towards the practical implementation of an intense few-cycle carrier-envelope-phase stabilized laser source.

Estudi i implementació d’un mètode de reconstrucció 3D basat en SfM i registre de vistes 3D parcials

Aquest projecte es basarà en reconstruir una imatge 3D gran a partir d’una seqüència d’imatges 2D capturades per una càmera. Ens centrem en l’estudi de les bases matemàtiques de la visió per computador així com en diferents mètodes emprats en la reconstrucció 3D d’imatges. Per portar a terme aquest estudi s’utilitza la plataforma de desenvolupament MatLab ja que permet tractar operacions matemàtiques, imatges i matrius de gran tamany amb molta senzillesa, rapidesa i eficiència, per aquesta raó s’usa en moltes recerques sobre aquest tema. El projecte aprofundeix en el tema descrit anteriorment estudiant i implementant un mètode que consisteix en aplicar Structure From Motion (SFM) a pocs frames seguits obtinguts d’una seqüència d’imatges 2D per crear una reconstrucció 3D. Quan s’han creat dues reconstruccions 3D consecutives i fent servir un frame com a mínim en comú entre elles, s’aplica un mètode de registre d’estructures 3D, l’Iterative Closest Point (ICP), per crear una reconstrucció 3D més gran a través d’unir les diferents reconstruccions obtingudes a partir de SfM. El mètode consisteix en anar repetint aquestes operacions fins al final dels frames per poder aconseguir una reconstrucció 3D més gran que les petites imatges que s’aconsegueixen a través de SfM. A la Figura 1 es pot veure un esquema del procés que es segueix. Per avaluar el comportament del mètode, utilitzem un conjunt de seqüències sintètiques i un conjunt de seqüències reals obtingudes a partir d’una càmera. L’objectiu final d’aquest projecte és construir una nova toolbox de MatLab amb tots els mètodes per crear reconstruccions 3D grans per tal que sigui possible tractar amb facilitat aquest problema i seguir-lo desenvolupant en un futur

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