Multi-Robot Task Allocation for Inspection Problems with Cooperative Tasks Using Hybrid Genetic Algorithms

In dieser Dissertation werden Methoden zur optimalen Aufgabenverteilung in Multirobotersystemen (engl. Multi-Robot Task Allocation – MRTA) zur Inspektion von Industrieanlagen untersucht. MRTA umfasst die Verteilung und Ablaufplanung von Aufgaben für eine Gruppe von Robotern unter Berücksichtigung von operativen Randbedingungen mit dem Ziel, die Gesamteinsatzkosten zu minimieren. Dank zunehmendem technischen Fortschritt und sinkenden Technologiekosten ist das Interesse an mobilen Robotern für den Industrieeinsatz in den letzten Jahren stark gestiegen. Viele Arbeiten konzentrieren sich auf Probleme der Mobilität wie Selbstlokalisierung und Kartierung, aber nur wenige Arbeiten untersuchen die optimale Aufgabenverteilung. Da sich mit einer guten Aufgabenverteilung eine effizientere Planung erreichen lässt (z. B. niedrigere Kosten, kürzere Ausführungszeit), ist das Ziel dieser Arbeit die Entwicklung von Lösungsmethoden für das aus Inspektionsaufgaben mit Einzel- und Zweiroboteraufgaben folgende Such-/Optimierungsproblem. Ein neuartiger hybrider Genetischer Algorithmus wird vorgestellt, der einen teilbevölkerungbasierten Genetischen Algorithmus zur globalen Optimierung mit lokalen Suchheuristiken kombiniert. Zur Beschleunigung dieses Algorithmus werden auf die fittesten Individuen einer Generation lokale Suchoperatoren angewendet. Der vorgestellte Algorithmus verteilt die Aufgaben nicht nur einfach und legt den Ablauf fest, sondern er bildet auch temporäre Roboterverbünde für Zweiroboteraufgaben, wodurch räumliche und zeitliche Randbedingungen entstehen. Vier alternative Kodierungsstrategien werden für den vorgestellten Algorithmus entworfen: Teilaufgabenbasierte Kodierung: Hierdurch werden alle möglichen Lösungen abgedeckt, allerdings ist der Suchraum sehr groß. Aufgabenbasierte Kodierung: Zwei Möglichkeiten zur Zuweisung von Zweiroboteraufgaben wurden implementiert, um die Effizienz des Algorithmus zu steigern. Gruppierungsbasierte Kodierung: Zeitliche Randbedingungen zur Gruppierung von Aufgaben werden vorgestellt, um gute Lösungen innerhalb einer kleinen Anzahl von Generationen zu erhalten. Zwei Umsetzungsvarianten werden vorgestellt. Dekompositionsbasierte Kodierung: Drei geometrische Zerlegungen wurden entworfen, die Informationen über die räumliche Anordnung ausnutzen, um Probleme zu lösen, die Inspektionsgebiete mit rechteckigen Geometrien aufweisen. In Simulationsstudien wird die Leistungsfähigkeit der verschiedenen hybriden Genetischen Algorithmen untersucht. Dazu wurde die Inspektion von Tanklagern einer Erdölraffinerie mit einer Gruppe homogener Inspektionsroboter als Anwendungsfall gewählt. Die Simulationen zeigen, dass Kodierungsstrategien, die auf der geometrischen Zerlegung basieren, bei einer kleinen Anzahl an Generationen eine bessere Lösung finden können als die anderen untersuchten Strategien. Diese Arbeit beschäftigt sich mit Einzel- und Zweiroboteraufgaben, die entweder von einem einzelnen mobilen Roboter erledigt werden können oder die Zusammenarbeit von zwei Robotern erfordern. Eine Erweiterung des entwickelten Algorithmus zur Behandlung von Aufgaben, die mehr als zwei Roboter erfordern, ist möglich, würde aber die Komplexität der Optimierungsaufgabe deutlich vergrößern.

Mission control system for dam inspection with an AUV

This paper presents a complete control architecture that has been designed to fulfill predefined missions with an autonomous underwater vehicle (AUV). The control architecture has three levels of control: mission level, task level and vehicle level. The novelty of the work resides in the mission level, which is built with a Petri network that defines the sequence of tasks that are executed depending on the unpredictable situations that may occur. The task control system is composed of a set of active behaviours and a coordinator that selects the most appropriate vehicle action at each moment. The paper focuses on the design of the mission controller and its interaction with the task controller. Simulations, inspired on an industrial underwater inspection of a dam grate, show the effectiveness of the control architecture

Entrevista a Émilien Sánchez, Decano de la Inspection générale d’espagnol. Francia

Entrevista realizada a Émilien Sánchez, Decano de la Inspection générale d’espagnol en Francia y hombre dedicado al servicio de la enseñanza y de la promoción de la lengua y la cultura españolas en Francia. Responde a preguntas sobre los inicios de su profesión, cómo ha sido la difusión y enseñanza del español en los centros franceses, cómo es la visión cultural que se tiene de España y cómo ve el futuro del español como lengua extranjera en Francia.

The graduate teacher programme in England: mentor training, quality assurance and the findings of inspection

In its recent report on the Graduate Teacher Programme (GTP), an employment-based route to Qualified Teacher Status (QTS) in England, the Government's Office for Standards in Education found that, although almost all trainees meet the standards required to qualify, too often they do so at an adequate level, rather than achieving the high levels of which they should be capable. The underlying reason for this is the quality of mentoring provided in the schools. The inspectors concluded that schoolbased trainers are often not adequately prepared for their role in implementing wide-ranging training programmes for trainee teachers. Despite this generally bleak picture, Ofsted concluded that 'the minority of cases of good practice in the training programmes and of high quality teaching by trainees indicate that the GTP can be an effective alternative route for training teachers'™. This article considers the strengths and weaknesses of the Graduate Teacher Programme, introduced in January 1998, and also reports on a small-scale project, funded by the Teacher Training Agency (TTA), the key objective of which was to strengthen the existing partnerships by improving the quality of school-based tutor training and continuous professional development of staff.

The implementation of a low-cost production-line inspection system

This article describes an application of computers to a consumer-based production engineering environment. Particular consideration is given to the utilisation of low-cost computer systems for the visual inspection of components on a production line in real time. The process of installation is discussed, from identifying the need for artificial vision and justifying the cost, through to choosing a particular system and designing the physical and program structure.

Lower serum IgA levels in horses kept under intensive sanitary management and physical training

Quantity and variety of environmental antigens, age, diet, vaccine protocols, exercising practice and mucosal cytokine microenvironment are factors that influence serum immunoglobulin (Ig) levels. IgA, IgG, IgG(T) and IgM were quantified in 60 horses, which were classified into two groups, `intensive` or `relaxed`, according to sanitary standards of the facilities and physical exercise to which animals were subjected to. The `intensive` group presented lower means for all isotypes, but only IgA presented a significant (P < 0.0064) difference when compared to the `relaxed` group. This suggests that mucosal immunity found in the `intensive` group is lower when compared to the `relaxed` group. Our data suggest that athlete horses may be less poised to mount an effective mucosal immunity response to environmental challenges and should not be considered by the same perspectives as a free-ranging horse.

Determination of sorbate and benzoate in beverage samples by capillary electrophoresis - Optimization of the method with inspection of ionic mobilities

The aim of this study was to develop a fast capillary electrophoresis method for the determination of benzoate and sorbate ions in commercial beverages. In the method development the pH and constituents of the background electrolyte were selected using the effective mobility versus pH curves. As the high resolution obtained experimentally for sorbate and benzoate in the studies presented in the literature is not in agreement with that expected from the ionic mobility values published, a procedure to determine these values was carried out. The salicylate ion was used as the internal standard. The background electrolyte was composed of 25 mmol L(-1) tris(hydroxymethyl)aminomethane and 12.5 mmol L(-1) 2-hydroxyisobutyric acid, atpH 8.1.Separation was conducted in a fused-silica capillary(32 cm total length and 8.5 cm effective length, 50 mu m I.D.), with short-end injection configuration and direct UV detection at 200 nm for benzoate and salicylate and 254 nm for sorbate ions. The run time was only 28 s. A few figures of merit of the proposed method include: good linearity (R(2) > 0.999), limit of detection of 0.9 and 0.3 mg L(-1) for benzoate and sorbate, respectively, inter-day precision better than 2.7% (n =9) and recovery in the range 97.9-105%. Beverage samples were prepared by simple dilution with deionized water (1:11, v/v). Concentrations in the range of 197-401 mg L(-1) for benzoate and 28-144 mg L(-1) for sorbate were found in soft drinks and tea. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.