Assembly Guidance in Augmented Reality Environments Using a Virtual Interactive Tool

The application of augmented reality (AR) technology for assembly guidance is a novel approach in the traditional manufacturing domain. In this paper, we propose an AR approach for assembly guidance using a virtual interactive tool that is intuitive and easy to use. The virtual interactive tool, termed the Virtual Interaction Panel (VirIP), involves two tasks: the design of the VirIPs and the real-time tracking of an interaction pen using a Restricted Coulomb Energy (RCE) neural network. The VirIP includes virtual buttons, which have meaningful assembly information that can be activated by an interaction pen during the assembly process. A visual assembly tree structure (VATS) is used for information management and assembly instructions retrieval in this AR environment. VATS is a hierarchical tree structure that can be easily maintained via a visual interface. This paper describes a typical scenario for assembly guidance using VirIP and VATS. The main characteristic of the proposed AR system is the intuitive way in which an assembly operator can easily step through a pre-defined assembly plan/sequence without the need of any sensor schemes or markers attached on the assembly components.

Automatic self-configuration of the logical network using distributed software agents

We present a system for dynamic network resource configuration in environments with bandwidth reservation. The proposed system is completely distributed and automates the mechanisms for adapting the logical network to the offered load. The system is able to manage dynamically a logical network such as a virtual path network in ATM or a label switched path network in MPLS or GMPLS. The system design and implementation is based on a multi-agent system (MAS) which make the decisions of when and how to change a logical path. Despite the lack of a centralised global network view, results show that MAS manages the network resources effectively, reducing the connection blocking probability and, therefore, achieving better utilisation of network resources. We also include details of its architecture and implementation

A distributed environment for virtual and/or real experiments for underwater robots

This paper presents the distributed environment for virtual and/or real experiments for underwater robots (DEVRE). This environment is composed of a set of processes running on a local area network composed of three sites: 1) the onboard AUV computer; 2) a surface computer used as human-machine interface (HMI); and 3) a computer used for simulating the vehicle dynamics and representing the virtual world. The HMI can be transparently linked to the real sensors and actuators dealing with a real mission. It can also be linked with virtual sensors and virtual actuators, dealing with a virtual mission. The aim of DEVRE is to assist engineers during the software development and testing in the lab prior to real experiments

Dynamic bandwidth management as part of an integrated network management system based on distributed agents

We present a system for dynamic network resource configuration in environments with bandwidth reservation and path restoration mechanisms. Our focus is on the dynamic bandwidth management results, although the main goal of the system is the integration of the different mechanisms that manage the reserved paths (bandwidth, restoration, and spare capacity planning). The objective is to avoid conflicts between these mechanisms. The system is able to dynamically manage a logical network such as a virtual path network in ATM or a label switch path network in MPLS. This system has been designed to be modular in the sense that in can be activated or deactivated, and it can be applied only in a sub-network. The system design and implementation is based on a multi-agent system (MAS). We also included details of its architecture and implementation

Investigating the use of Virtual Learning Environments by teachers in schools and colleges

Investigating the use of Virtual Learning Environments by teachers in schools and colleges

Una aproximación documental para la creación e integración de juegos digitales en entornos virtuales de enseñanza. A documental approach to the creation and integration of digital videogames in virtual learning environments

Desde el campo de la informática educativa, varios autores exponen el posible efecto positivo de incorporar videojuegos y simulaciones con elementos de juego en los procesos educativos. Esta postura continúa siendo objeto de debate y sus detractores identifican, dos problemas fundamentales, por un lado el excesivo coste de estas iniciativas y, por otro, su carácter limitado que obliga a que formen parte de variados procesos educativos.. En este trabajo se estudia cómo abordar estos dos problemas desde un punto de vista tecnológico. Se propone una plataforma menor que e-adventure, un entorno de desarrollo para juegos educativos. Esta plataforma aborda el primer problema planteando, un modelo de proceso de desarrollo inspirado en la aproximación documental al desarrollo de software. El modelo de proceso incluye la propuesta de un lenguaje de marcado extendido, XML, específico del dominio de las aventuras gráficas educativas. Este lenguaje es sencillo de utilizar y facilita la creación de este tipo de juegos e incluye construcciones específicamente educativas que dan soporte a la evaluación de la actividad del alumno y a patrones de aprendizaje adaptativo. El segundo problema se aborda proponiendo la integración de dichos juegos con plataformas de tele-enseñanza, LMS, que se emplean tanto en la enseñanza a través de internet como en aproximaciones del aprendizaje electrónico, e-learning, combinadas con la enseñanza tradicional.. Se incluye la implementación de un prototipo de la plataforma propuesta y varios juegos educativos desarrollados con ella, en colaboración con investigadores e instructores de otros campos..

Dynamic management and restoration of virtual paths in broadband networks based on distributed software agents

La gestió de xarxes és un camp molt ampli i inclou molts aspectes diferents. Aquesta tesi doctoral està centrada en la gestió dels recursos en les xarxes de banda ampla que disposin de mecanismes per fer reserves de recursos, com per exemple Asynchronous Transfer Mode (ATM) o Multi-Protocol Label Switching (MPLS). Es poden establir xarxes lògiques utilitzant els Virtual Paths (VP) d'ATM o els Label Switched Paths (LSP) de MPLS, als que anomenem genèricament camins lògics. Els usuaris de la xarxa utilitzen doncs aquests camins lògics, que poden tenir recursos assignats, per establir les seves comunicacions. A més, els camins lògics són molt flexibles i les seves característiques es poden canviar dinàmicament. Aquest treball, se centra, en particular, en la gestió dinàmica d'aquesta xarxa lògica per tal de maximitzar-ne el rendiment i adaptar-la a les connexions ofertes. En aquest escenari, hi ha diversos mecanismes que poden afectar i modificar les característiques dels camins lògics (ample de banda, ruta, etc.). Aquests mecanismes inclouen els de balanceig de la càrrega (reassignació d'ample de banda i reencaminament) i els de restauració de fallades (ús de camins lògics de backup). Aquests dos mecanismes poden modificar la xarxa lògica i gestionar els recursos (ample de banda) dels enllaços físics. Per tant, existeix la necessitat de coordinar aquests mecanismes per evitar possibles interferències. La gestió de recursos convencional que fa ús de la xarxa lògica, recalcula periòdicament (per exemple cada hora o cada dia) tota la xarxa lògica d'una forma centralitzada. Això introdueix el problema que els reajustaments de la xarxa lògica no es realitzen en el moment en què realment hi ha problemes. D'altra banda també introdueix la necessitat de mantenir una visió centralitzada de tota la xarxa. En aquesta tesi, es proposa una arquitectura distribuïda basada en un sistema multi agent. L'objectiu principal d'aquesta arquitectura és realitzar de forma conjunta i coordinada la gestió de recursos a nivell de xarxa lògica, integrant els mecanismes de reajustament d'ample de banda amb els mecanismes de restauració preplanejada, inclosa la gestió de l'ample de banda reservada per a la restauració. Es proposa que aquesta gestió es porti a terme d'una forma contínua, no periòdica, actuant quan es detecta el problema (quan un camí lògic està congestionat, o sigui, quan està rebutjant peticions de connexió dels usuaris perquè està saturat) i d'una forma completament distribuïda, o sigui, sense mantenir una visió global de la xarxa. Així doncs, l'arquitectura proposada realitza petits rearranjaments a la xarxa lògica adaptant-la d'una forma contínua a la demanda dels usuaris. L'arquitectura proposada també té en consideració altres objectius com l'escalabilitat, la modularitat, la robustesa, la flexibilitat i la simplicitat. El sistema multi agent proposat està estructurat en dues capes d'agents: els agents de monitorització (M) i els de rendiment (P). Aquests agents estan situats en els diferents nodes de la xarxa: hi ha un agent P i diversos agents M a cada node; aquests últims subordinats als P. Per tant l'arquitectura proposada es pot veure com una jerarquia d'agents. Cada agent és responsable de monitoritzar i controlar els recursos als que està assignat. S'han realitzat diferents experiments utilitzant un simulador distribuït a nivell de connexió proposat per nosaltres mateixos. Els resultats mostren que l'arquitectura proposada és capaç de realitzar les tasques assignades de detecció de la congestió, reassignació dinàmica d'ample de banda i reencaminament d'una forma coordinada amb els mecanismes de restauració preplanejada i gestió de l'ample de banda reservat per la restauració. L'arquitectura distribuïda ofereix una escalabilitat i robustesa acceptables gràcies a la seva flexibilitat i modularitat.

From activity to active learning: drawing and dialogue interaction in virtual learning environments for computer-supported collaborative work in design.

Virtual learning environments (VLEs) would appear to be particular effective in computer-supported collaborative work (CSCW) for active learning. Most research studies looking at computer-supported collaborative design have focused on either synchronous or asynchronous modes of communication, but near-synchronous working has received relatively little attention. Yet it could be argued that near-synchronous communication encourages creative, rhetorical and critical exchanges of ideas, building on each other’s contributions. Furthermore, although many researchers have carried out studies on collaborative design protocol, argumentation and constructive interaction, little is known about the interaction between drawing and dialogue in near-synchronous collaborative design. The paper reports the first stage of an investigation into the requirements for the design and development of interactive systems to support the learning of collaborative design activities. The aim of the study is to understand the collaborative design processes while sketching in a shared white board and audio conferencing media. Empirical data on design processes have been obtained from observation of seven sessions with groups of design students solving an interior space-planning problem of a lounge-diner in a virtual learning environment, Lyceum, an in-house software developed by the Open University to support its students in collaborative learning.

Building collaborative environments for advanced computing

Synchronous collaborative systems allow geographically distributed users to form a virtual work environment enabling cooperation between peers and enriching the human interaction. The technology facilitating this interaction has been studied for several years and various solutions can be found at present. In this paper, we discuss our experiences with one such widely adopted technology, namely the Access Grid [1]. We describe our experiences with using this technology, identify key problem areas and propose our solution to tackle these issues appropriately. Moreover, we propose the integration of Access Grid with an Application Sharing tool, developed by the authors. Our approach allows these integrated tools to utilise the enhanced features provided by our underlying dynamic transport layer.

A tool for replay and analysis of gaze-enhanced multiparty sessions captured in immersive collaborative environments

A desktop tool for replay and analysis of gaze-enhanced multiparty virtual collaborative sessions is described. We linked three CAVE (TM)-like environments, creating a multiparty collaborative virtual space where avatars are animated with 3D gaze as well as head and hand motions in real time. Log files are recorded for subsequent playback and analysis Using the proposed software tool. During replaying the user can rotate the viewpoint and navigate in the simulated 3D scene. The playback mechanism relies on multiple distributed log files captured at every site. This structure enables an observer to experience latencies of movement and information transfer for every site as this is important fir conversation analysis. Playback uses an event-replay algorithm, modified to allow fast traversal of the scene by selective rendering of nodes, and to simulate fast random access. The tool's is analysis module can show each participant's 3D gaze points and areas where gaze has been concentrated.