Estimating the computational cost of logic programs

Information about the computational cost of programs is potentially useful for a variety of purposes, including selecting among different algorithms, guiding program transformations, in granularity control and mapping decisions in parallelizing compilers, and query optimization in deductive databases. Cost analysis of logic programs is complicated by nondeterminism: on the one hand, procedures can return múltiple Solutions, making it necessary to estímate the number of solutions in order to give nontrivial upper bound cost estimates; on the other hand, the possibility of failure has to be taken into account while estimating lower bounds. Here we discuss techniques to address these problems to some extent.

Comparison of fractal dimensions based on segmented NDVI fields obtained from different remote sensors.

Satellite image data have become an important source of information for monitoring vegetation and mapping land cover at several scales. Beside this, the distribution and phenology of vegetation is largely associated with climate, terrain characteristics and human activity. Various vegetation indices have been developed for qualitative and quantitative assessment of vegetation using remote spectral measurements. In particular, sensors with spectral bands in the red (RED) and near-infrared (NIR) lend themselves well to vegetation monitoring and based on them [(NIR - RED) / (NIR + RED)] Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) has been widespread used. Given that the characteristics of spectral bands in RED and NIR vary distinctly from sensor to sensor, NDVI values based on data from different instruments will not be directly comparable. The spatial resolution also varies significantly between sensors, as well as within a given scene in the case of wide-angle and oblique sensors. As a result, NDVI values will vary according to combinations of the heterogeneity and scale of terrestrial surfaces and pixel footprint sizes. Therefore, the question arises as to the impact of differences in spectral and spatial resolutions on vegetation indices like the NDVI. The aim of this study is to establish a comparison between two different sensors in their NDVI values at different spatial resolutions.

Comparison of NDVI fields obtained from different remote sensors

Satellite image data have become an important source of information for monitoring vegetation and mapping land cover at several scales. Beside this, the distribution and phenology of vegetation is largely associated with climate, terrain characteristics and human activity. Various vegetation indices have been developed for qualitative and quantitative assessment of vegetation using remote spectral measurements. In particular, sensors with spectral bands in the red (RED) and near-infrared (NIR) lend themselves well to vegetation monitoring and based on them [(NIR - RED) / (NIR + RED)] Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) has been widespread used. Given that the characteristics of spectral bands in RED and NIR vary distinctly from sensor to sensor, NDVI values based on data from different instruments will not be directly comparable. The spatial resolution also varies significantly between sensors, as well as within a given scene in the case of wide-angle and oblique sensors. As a result, NDVI values will vary according to combinations of the heterogeneity and scale of terrestrial surfaces and pixel footprint sizes. Therefore, the question arises as to the impact of differences in spectral and spatial resolutions on vegetation indices like the NDVI and their interpretation as a drought index. During 2012 three locations (at Salamanca, Granada and Córdoba) were selected and a periodic pasture monitoring and botanic composition were achieved. Daily precipitation, temperature and monthly soil water content were measurement as well as fresh and dry pasture weight. At the same time, remote sensing images were capture by DEIMOS-1 and MODIS of the chosen places. DEIMOS-1 is based on the concept Microsat-100 from Surrey. It is conceived for obtaining Earth images with a good enough resolution to study the terrestrial vegetation cover (20x20 m), although with a great range of visual field (600 km) in order to obtain those images with high temporal resolution and at a reduced cost. By contranst, MODIS images present a much lower spatial resolution (500x500 m). The aim of this study is to establish a comparison between two different sensors in their NDVI values at different spatial resolutions. Acknowledgements. This work was partially supported by ENESA under project P10 0220C-823. Funding provided by Spanish Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN) through project no. MTM2009-14621 and i-MATH No. CSD2006-00032 is greatly appreciated.

Estudio del impacto del usuario final en los procesos de desarrollo de sistemas de información

Durante décadas y aun en la actualidad muchas organizaciones, a nivel mundial, continúan afrontando pérdidas significativas debido a fracasos parciales y totales respecto a sus inversiones en sistemas de información (SI), planteando serios retos a los niveles gerenciales y los profesionales de SI. Estadísticas alarmantes y décadas de experiencia en la praxis en el área de SI en diversas organizaciones llevan al autor a poner el énfasis en los usuarios finales internos (UF) que son designados como representantes (UFR) de sus pares en los proyectos de desarrollo de SI (PDSI) por considerarlos como factores influyentes de manera significativa en el problema. Particularmente, con enfoque en ciertos factores de los UFR críticos para el éxito de los PDSI, con dimensiones analizadas de forma aislada o incompleta en otros estudios empíricos, a la fecha. No se encontraron estudios en Latinoamérica ni en otras latitudes que abordasen el fenómeno del éxito/fracaso de los SI desde el punto de vista adoptado en esta tesis. Por ello, esta investigación empírica ha evaluado en qué grado estos factores pudiesen influenciar los resultados durante el desarrollo e implementación de SI y su posible impacto en la satisfacción de los UF, siendo esta última aceptada por variados autores como la principal medida del éxito de los SI. Este estudio fue realizado en América Latina en las cuatro grandes empresas industriales que integran verticalmente el sector aluminio de Venezuela, sometidas a un macro PDSI para instalar el paquete, de tipo ERP, SAP/R3. Experimentados profesionales fueron encuestados o entrevistados, tales como altos ejecutivos, desarrolladores, líderes de proyecto y líderes de los UF. Un enfoque metodológico de triangulación permitió combinar un análisis cuantitativo con un análisis cualitativo interpretativo del tipo hermenéutico/dialéctico, hallándose resultados convergentes y complementarios. Un análisis estadístico, utilizando Partial Least Squares (PLS), seguido de un análisis hermenéutico/dialéctico. Los resultados confirmaron un hecho importante: en los casos problemáticos, paradójicamente, los orígenes de las razones de rechazo de esos SI argumentadas por los UF, en alto grado, apuntaron a los UFR o a ellos mismos. Los resultados también confirmaron la prevalencia de factores de orden cognitivo, conductual y político en estas organizaciones sobre los tecnológicos, al igual que el alto riesgo de dar por sentado la presencia y calidad de los factores requeridos de los UFR y de los otros factores estudiados. La validación estadística del modelo propuesto reveló al constructo conocimientos de los UFR como la principal variable latente, con los variables indicadoras que componen este constructo ejerciendo la mayor influencia sobre la calidad y el éxito de los SI. Un hallazgo contrario al de otros estudios, mostró que los conocimientos sobre las tecnologías de la información (TI) fueron los menos relevantes. Los SI de nómina y de administración de los RRHH fueron los más problemáticos, como suele ser el caso, por su complejidad en organizaciones grandes. Las conclusiones principales confirman el decisivo rol de los UF para el éxito de los PDSI y su relación con la creciente problemática planteada, la cual amerita más investigación y de las organizaciones una mayor atención y preparación. Descuidar los factores humanos y sociales así como una efectiva planificación y gestión de los mismos en preparación para estos proyectos origina serios riesgos. No obstante las limitaciones de este trabajo, la problemática analizada suele influir en los PDSI en diversas organizaciones, indistintamente de su tamaño o tipo de SI, estimándose, por tanto, que los resultados, conclusiones y recomendaciones de esta investigación tienen un alto grado de generalización. Una relación de indicadores claves es suministrada con fines preventivos. Finalmente, los factores evaluados pueden usarse para ampliar el modelo reconocido de DeLone y McLean (2003), conectándolos como variables latentes de sus variables independientes calidad de la información y calidad del SI. ABSTRACT For decades, many organizations worldwide have been enduring heavy losses due to partial and total failures regarding their investments in information systems (IS), posing serious challenges to all management levels and IS practitioners. Alarming statistics in this regard and decades of practice in the IS area lead the author to place an emphasis on the end users (EU) who are appointed in representation of their peers (EUR) to IS development projects (ISDP), considering them as highly influential factors on the problem. Especially, focusing on certain EUR success factors, and their dimensions, deemed critical to any IS development and implementation, omitted or not thoroughly analyzed neither in the theory nor in the empirical research on the subject, so far. No studies were found in Latin America or elsewhere addressing the phenomenon of IS success/failure from the perspective presented herein. Hence, this empirical research has assessed to what degree such factors can influence the outcomes of an ISDP and their feasible impact on the EU´s satisfaction, being the latter accepted by several authors as the main measure of IS success. This study was performed in Latin America embracing four major industrial enterprises, which vertically integrate the aluminum sector of Venezuela, subjected to a macro ISDP to install the ERP-type package SAP/R3. The field work included surveying and interviewing experienced professionals such as IS executives, IS developers, IS project leaders and end-user project leaders. A triangulation methodological approach allowed combining quantitative and interpretive analyses, obtaining convergent and complementing results. A statistical analysis, using Partial Least Squares (PLS), was carried out followed by a hermeneutical/dialectical analysis. Results confirmed a major finding: in problematic cases, paradoxically, the origins of IS rejection reasons argued by the EU, at a high degree, were usually traceable to the EUR and themselves. The results also confirmed the prevalence of cognitive, behavioral and political factors in these organizations as well as the high risk of taking for granted the presence and quality of those factors demanded from the EUR. The statistical validation of the proposed model revealed the construct EUR knowledge as the main latent variable, with its items exerting a major influence on IS quality and success. Another finding, in contradiction with that of other studies, proved knowledge of information technology (IT) aspects to be irrelevant. The payroll and the human resources administration IS were the most problematic, as is usually the case in large companies. The main conclusions confirm the EU´s decisive role for IS success and their relationship with the problem, which continues, demanding more research and, from organizations, more attention and preparation. Neglecting human and social factors in organizations as well as their effective planning and management in preparation for ISDP poses serious risks. Despite the limitations of this work, the analyzed problem tends to influence ISDP in a wide range of organizations; regardless of their size or type of IS, thus showing a high degree of generalization. Therefore it is believed that the results, conclusions and suggestions of this research have a high degree of generalization. A detailed checklist comprising key measures is provided for preventive actions. Finally, the factors evaluated can be used to expand the well-known model of DeLone & McLean (2003), by connecting them as latent variables of its independent variables information quality and IS quality.

El sistema de escuelas primarias de Juan O'Gorman, arquitecto : modernidad y eficiencia

El proceso de proyecto, llevado a cabo por Juan O’Gorman, para proyectar y construir más de veinticinco Escuelas Primarias en el Distrito Federal en menos de seis meses en 1932, necesariamente debió regirse por una metodología que permitiera conseguirlo. Esta investigación plantea la existencia de un método de proyecto que engloba toda la arquitectura de la etapa funcionalista de O’Gorman. Se considera la metodología, denominada en esta tesis Sistema Modular de las Escuelas Primarias, como un procedimiento proyectual evolutivo, conseguido a través de una investigación y experimentación continua. Inicia en 1929 con la realización de dos proyectos de vivienda particular, continúa con la génesis de un esquema de modulación que surge en unos proyectos de vivienda colectiva, se perfecciona en los proyectos de Escuelas Primarias del D.F. introduciendo criterios de estandarización y culmina con la adaptación a diversas circunstancias geométricas y climáticas que define la ubicación, en los casos concretos de la Escuela Vocacional Industrial de Tolsá y Tresguerras y la Escuela Primaria de Tampico en 1934. Este planteamiento destaca el valor de la obra funcionalista de aquel joven arquitecto, no sólo por lo novedoso que este nuevo lenguaje supuso en el México neo-colonial de los años 30, sino especialmente por la importancia que significó para la arquitectura mexicana contemporánea, la sistematización de procesos de proyecto -modulación y estandarización- para abordar una arquitectura inexistente en la época -la arquitectura social- de manera moderna y eficiente. La metodología empleada en la tesis implica la catalogación y mapeado de las Escuelas Primarias del D.F., lo cual aporta documentación original inédita. ABSTRACT The project process, carried out by Juan O’Gorman, to design and build more than twenty five elementary schools in less than six months in Mexico City in 1932, must have necessarily been governed by a thorough methodology in order to achieve this. This research posits the existence of a project method that encompasses all the architecture of O’Gorman’s functionalist stage. The methodology, known as “Modular System of Elementary Schools” in this thesis, is regarded as an evolutionary proyectual process, achieved through continuous research and experimentation. This methodology, which started in 1929 with the completion of two projects of private dwellings, continued with the creation of a modulation scheme arising from collective housing projects, later perfected in the Elementary School projects of Mexico City by introducing standardization criteria. Finally, it culminated in the adaptation to various geometric and climatic circumstances defined by the location, in the specific cases of the Industrial Vocational School of Tolsá and Tresguerras and Tampico’s Elementary School in 1934. This approach highlights the value of the young architect’s functionalist work, not only for the novelty of this new language in the neo-colonial Mexico of the 1930s, but especially because of the importance it meant to contemporary Mexican architecture, the systematization of project processes, -modulation and standardization- and addressing a nonexistent ‘social architecture’ at the time in a modern and efficient way. The methodology used in this thesis involves cataloging and mapping O’Gorman’s Elementary Schools in Mexico City, which provides unprecedented original documentation.

Direct isolation of human transcribed sequences from yeast artificial chromosomes through the application of RNA fingerprinting

The identification of cDNA clones from genomic regions known to contain human genes is usually the rate-limiting factor in positional cloning strategies. We demonstrate here that human genes present on yeast artificial chromosomes (YACs) are transcribed in yeast host cells. We have used the arbitrarily primed RNA (RAP) fingerprinting method to identify human-specific, transcribed sequences from YACs located in the 13q12 chromosome region. By comparing the RAP fingerprints generated using defined, arbitrary primers from various fragmented YACs, megaYACs, and host yeast, we were able to identify and map 20 products transcribed from the human YAC inserts. This method, therefore, permits the simultaneous isolation and mapping of novel expressed sequences directly from whole YACs.

Crystal structure of the I-domain from the CD11a/CD18 (LFA-1, alpha L beta 2) integrin.

We report the 1.8-A crystal structure of the CD11a I-domain with bound manganese ion. The CD11a I-domain contains binding sites for intercellular adhesion molecules 1 and 3 and can exist in both low- and high-affinity states. The metal-bound form reported here is likely to represent a high-affinity state. The CD11a I-domain structure reveals a strained hydrophobic ridge adjacent to the bound metal ion that may serve as a ligand-binding surface and is likely to rearrange in the absence of bound metal ion. The CD11a I-domain is homologous to domains found in von Willebrand factor, and mapping of mutations found in types 2a and 2b von Willebrand disease onto this structure allows consideration of the molecular basis of these forms of the disease.

Identification of a 95-kDa WEE1-like tyrosine kinase in HeLa cells.

Human WEE1 (WEE1Hu) was cloned on the basis of its ability to rescue wee1+ mutants in fission yeast [Igarashi, M., Nagata, A., Jinno, S., Suto, K. & Okayama, H. (1991) Nature (London) 353, 80-83]. Biochemical studies carried out in vitro with recombinant protein demonstrated that WEE1Hu encodes a tyrosine kinase of approximately 49 kDa that phosphorylates p34cdc2 on Tyr-15 [Parker, L. L. & Piwnica-Worms, H. (1992) Science 257, 1955-1957]. To study the regulation of WEE1Hu in human cells, two polyclonal antibodies to bacterially produced p49WEE1Hu were generated. In addition, a peptide antibody generated against amino acids 361-388 of p49WEE1Hu was also used. Unexpectantly, these antibodies recognized a protein with an apparent molecular mass of 95 kDa in HeLa cells, rather than one of 49 kDa. Immunoprecipitates of p95 phosphorylated p34cdc2 on Tyr-15, indicating that p95 is functionally related to p49WEEIHu, and mapping studies demonstrated that p95 is structurally related to p49WEE1Hu. In addition, the substrate specificity of p95 was more similar to that of fission yeast p107wee1 than to that of human p49WEE1. Finally, the kinase activity of p95 toward p34cdc2/cyclin B was severely impaired during mitosis. Taken together, these results indicate that the original WEE1Hu clone isolated in genetic screens encodes only the catalytic domain of human WEE1 and that the authentic human WEE1 protein has an apparent molecular mass of approximately 95 kDa.

Avaliação de boas práticas em saúde mental na atenção psicossocial

A partir do redirecionamento do modelo assistencial no Brasil emerge a necessidade de discussão da reinvenção de práticas alinhadas com o cenário de transformações. As práticas agora devem se desenvolver no sentido de superar o isolamento das grades, dos muros e das chaves, do apagamento do sujeito, da supressão de sintomas e das personalidades dos sujeitos em sofrimento psíquico. Diante disso, é que este estudo tem como objetivos avaliar boas práticas em saúde mental na atenção psicossocial no contexto de um município da região Sul do Brasil. Para tanto, organizou-se como uma pesquisa avaliativa construtivista, com enfoque responsivo, a medida que desenvolve um consenso critico entre os grupos de interesse. Está baseada na Avaliação de Quarta Geração, proposta por Guba e Lincoln (2011), que emerge como opção metodológica e se articula com o referencial teórico das \"Boas Práticas em Saúde Mental Comunitária\", proposto por Thornicroft e Tansella (2010). Este é apresentado de modo a identificar boas práticas na saúde mental, com base na articulação de 3 eixos indispensáveis e indissociáveis: a ética, como princípio fundamental que deverá orientar o planejamento, a assistência e a avaliação dos serviços. A evidência deve embasar as intervenções e serviços. E a experiência como uma evidência do que vem sendo produzido nas experiências locais e regionais de organização da rede de serviços. Como resultado do processo as práticas de Acolhimento, Projeto Terapêutico Singular e Transferência de Cuidados emergiram para discussão. O Acolhimento torna-se concreto nas ações da Porta Aberta, e significa escuta qualificada no momento em que a necessidade emerge, além de representar a oferta de atenção de qualidade baseada no processo relacional que fortalece o estabelecimento de vínculos e a construção de projetos de vida. O Projeto Terapêutico Singular apresenta-se como uma boa prática, a medida que é capaz de dar resposta singularizada e individualizada às necessidades do sujeito, de modo a oportunizar como resultado uma pessoa capaz de andar na vida. É definido de forma compartilhada entre equipe, usuário e família, segundo os objetivos terapêuticos para cada sujeito, e utiliza o técnico de referência, as mini equipes, as oficinas terapêuticas, os grupos terapêuticos, as assembleias, enfim, ofertas e propostas que permitem ao sujeito retomar o envolvimento com os espaços da cidade, no caminho da produção de vida. Com relação à Transferência de Cuidados, esta possibilita ao sujeito que vive o processo não só circular em uma rede de serviços, mas, acima de tudo, buscar, com suporte dela, sua emancipação. Para tanto, investe em práticas que estimulem a autonomia dos sujeitos, por meio de instrumentos como o Acompanhamento Terapêutico, Grupo de Apoio à Alta, espaços de decisões e discussões, estímulo à busca e resolução de problemas, atividades de reconhecimento dos espaços da cidade, transporte, cultura e lazer. Além disso, investe nas ações com a Atenção Básica, a partir do Apoio Matricial com processos de formação continuada com as equipes, e mapeamento da situação da saúde mental nos territórios. Ao final deste estudo, é possível concluir que o modelo de atenção psicossocial demonstrou potencialidade de produzir boas práticas na atenção à saúde mental, e que estas tem transformado a vida dos sujeitos em sofrimento psíquico, bem como tem auxiliado no processo de reconquista de espaços sociais

Os impactos ambientais no meio físico: erosão e assoreamento na bacia hidrográfica do rio Taquari, MS, em decorrência da pecuária

O aumento da inundação em áreas do baixo curso do rio Taquari, no Pantanal do estado do Mato Grosso do Sul, tem transformado a pecuária desta região numa atividade com baixa rentabilidade, à medida que extensas áreas de campo passaram a ser inundadas vários meses durante o ano a partir da década de 70. A pecuária realizada em campos naturais de regiões úmidas do Pantanal indica que há necessidade de se investigar metodologias apropriadas para avaliação de impacto ambiental, que abordem impactos diretos, indiretos, cumulativos e processos do meio físico que alteram, de maneira prejudicial, o meio ambiente. Supõe-se que a inundação na planície do rio Taquari esteja relacionada com a ocupação antrópica nas áreas de planalto da bacia do rio Taquari. O presente trabalho tem por objetivo avaliar os impactos ambientais na planície de inundação do baixo curso do Taquari, decorrentes da ocupação antrópica da bacia hidrográfica do rio Taquari em sua totalidade, considerando os impactos ambientais causados pela pecuária à medida que se configura como principal atividade econômica da bacia bem como os processos erosivos e de assoreamento no quadro atual do regime de inundações. As etapas de caracterização da área, de análise dos impactos e as propostas de ações mitigadoras, previstas num Estudo de Impacto Ambiental, foram aqui analisadas. Foram utilizadas informações sobre as características do meio físico, biótico e socioeconômico, selecionadas a partir do levantamento dos dados existentes com recorte efetuado para a bacia hidrográfica do rio Taquari. Na maior parte dos temas, este foi um processo de levantamento, ordenamento e recuperação de informações, na escala original de 1:250.000, do Plano de Conservação da Bacia do Alto Paraguai-PCBAP, gerenciado no SPRING. Foram também realizadas viagens de campo para a complementação dos dados e para o levantamento de atividades antrópicas com verificações \"in loco\" da ocorrência de impacto ambiental. A maioria dos dados socioeconômicos compilados para o presente trabalho teve por base os censos agropecuários e demográficos realizados pelo IBGE. Os resultados obtidos demonstram que os impactos ambientais decorrentes da pecuária no planalto interferem no regime de inundação na planície da bacia, o que só foi possível de ser identificado a partir de análises integradas em toda a bacia hidrográfica do rio Taquari. Verificou-se que os métodos de EIA são adequados para identificar os impactos diretos decorrentes da pecuária, mas não são adequados para identificar os processos e seus efeitos cumulativos na extensão da bacia hidrográfica do rio Taquari. Além disto, a abordagem da avaliação ambiental estratégica, como procedimento para análise ambiental em políticas, planos e programas, mostra-se adequada para as análises na BHRT à medida que está centralizada nos efeitos do ambiente sobre as necessidades e oportunidades de desenvolvimento. Contudo, somente a recuperação de danos ambientais, o controle das origens dos impactos no ambiente e um sistema de gestão consciente de seus compromissos podem levar, juntamente com a melhora dos procedimentos técnicos e administrativos para análises ambientais, à uma maior proximidade da sustentabilidade ambiental na BHRT.

Análise da aderência de práticas ágeis na cultura de startups de software: o mapeamento de práticas através do SEMAT Kernel.

Este trabalho analisa os principais métodos ágeis utilizados em empresas startup, como scrum, extreme programming, kanban e lean, isolando suas práticas e mapeando-as no Kernel do SEMAT para escolher os elementos essenciais da engenharia de software que estão relacionados a cada prática de forma independente. Foram identificadas 34 práticas que foram reduzidas a um conjunto de 26 pelas similaridades. Um questionário foi desenvolvido e aplicado no ambiente de startups de software para a avaliação do grau de utilização de cada determinada prática. Através das respostas obtidas foi possível a identificação de um subconjunto de práticas com utilização acima de 60% onde todos os elementos essenciais da engenharia de software são atendidos, formando um conjunto mínimo de práticas capazes de sustentar este tipo específico de ambiente.

Comparativa de detectores de características visuales y su aplicación al SLAM

Comunicación presentada en el X Workshop of Physical Agents, Cáceres, 10-11 septiembre 2009.

A study of 2D features for 3D visual SLAM

Paper submitted to the 43rd International Symposium on Robotics (ISR), Taipei, Taiwan, August 29-31, 2012.

Portable 3D laser-camera calibration system with color fusion for SLAM

Nowadays, the use of RGB-D sensors have focused a lot of research in computer vision and robotics. These kinds of sensors, like Kinect, allow to obtain 3D data together with color information. However, their working range is limited to less than 10 meters, making them useless in some robotics applications, like outdoor mapping. In these environments, 3D lasers, working in ranges of 20-80 meters, are better. But 3D lasers do not usually provide color information. A simple 2D camera can be used to provide color information to the point cloud, but a calibration process between camera and laser must be done. In this paper we present a portable calibration system to calibrate any traditional camera with a 3D laser in order to assign color information to the 3D points obtained. Thus, we can use laser precision and simultaneously make use of color information. Unlike other techniques that make use of a three-dimensional body of known dimensions in the calibration process, this system is highly portable because it makes use of small catadioptrics that can be placed in a simple manner in the environment. We use our calibration system in a 3D mapping system, including Simultaneous Location and Mapping (SLAM), in order to get a 3D colored map which can be used in different tasks. We show that an additional problem arises: 2D cameras information is different when lighting conditions change. So when we merge 3D point clouds from two different views, several points in a given neighborhood could have different color information. A new method for color fusion is presented, obtaining correct colored maps. The system will be tested by applying it to 3D reconstruction.

Portable 3D laser-camera calibration system with color fusion for SLAM

Paper submitted to the 43rd International Symposium on Robotics (ISR2012), Taipei, Taiwan, Aug. 29-31, 2012.