Morphological Study of Myoneural Interaction between the Levator Labii Superioris Muscle and its Motor Nerve in Rats

The progress of science in search of new techniques of the nerve regeneration and the functional repair in reinnervated muscle has been the target of many researchers around the world. Consequently, nerves and muscles in different body segments asked for more enlightenment of their morphology, their interrelation with other anatomic structures and their peculiarities. One of the most significant areas that need deeper studies is the region of the head and neck, since they are often affected by important pathologies. In order to offer the researcher`s community a morphological myoneural interaction model, this study elected the levator labii superioris muscle and its motor nerve, the buccal branch of the facial nerve (VII pair) not only for its special characteristics, but also its value on the facial expression. The rat was chosen for this investigation for being easy to obtain, to keep, to manipulate and to compare this experiment with many others studies previously published. The techniques used were Mesoscopic (dissection), histoenzymologic and morphometric ones. In the results the muscle proved to have a predominance of fast twich fibers (FG and FOG) and superficial location, with a proximal bone and a distal cutaneous insertion. Its motor nerve, the buccal branch of the facial nerve (VII pair), breaks through the muscle belly into its deep face, and comprised a heterogeneous group of myelinic nerve fibers disposed in a regular form in all fascicle. Near the motor point, the nerve showed to be composed of two fascicles with different sizes. Due to the small nerve dimensions, the nerve fibers have a smaller diameter if compared to the motor nerve of pectineus muscle of the cat. Further studies with neural tracers have already had a start in order to provide more information about the distribution and the architecture of these fibers.

Signal trait sexual dimorphism and mutual sexual selection in Drosophila serrata

The evolution of sexual dimorphism may occur when natural and sexual selection result in different optimum trait values for males and females. Perhaps the most prominent examples of sexual dimorphism occur in sexually selected traits, for which males usually display exaggerated trait levels, while females may show reduced expression of the trait. In some species, females also exhibit secondary sexual traits that may either be a consequence of a correlated response to sexual selection on males or direct sexual selection for female secondary sexual traits. In this experiment, we simultaneously measure the intersex genetic correlations and the relative strength of sexual selection on males and females for a set of cuticular hydrocarbons in Drosophila serrata. There was significant directional sexual selection on both male and female cuticular hydrocarbons: the strength of sexual selection did not differ among the sexes but males and females preferred different cuticular hydrocarbons. In contrast with many previous studies of sexual dimorphism, intersex genetic correlations were low. The evolution of sexual dimorphism in D. serrata appears to have been achieved by sex-limited expression of traits controlled by genes on the X chromosome and is likely to be in its final stages.

An optical flow-based sensing system for reactive mobile robot navigation

This work discusses the use of optical flow to generate the sensorial information a mobile robot needs to react to the presence of obstacles when navigating in a non-structured environment. A sensing system based on optical flow and time-to-collision calculation is here proposed and experimented, which accomplishes two important paradigms. The first one is that all computations are performed onboard the robot, in spite of the limited computational capability available. The second one is that the algorithms for optical flow and time-to-collision calculations are fast enough to give the mobile robot the capability of reacting to any environmental change in real-time. Results of real experiments in which the sensing system here proposed is used as the only source of sensorial data to guide a mobile robot to avoid obstacles while wandering around are presented, and the analysis of such results allows validating the proposed sensing system.

Palco: a multisensor realtime 3D cartoon production system

This paper presents Palco, a prototype system specifically designed for the production of 3D cartoon animations. The system addresses the specific problems of producing cartoon animations, where the main obj ective is not to reproduce realistic movements, but rather animate cartoon characters with predefined and characteristic body movements and facial expressions. The techniques employed in Palco are simple and easy to use, not requiring any invasive or complicated motion capture system, as both body motion and facial expression of actors are captured simultaneously, using an infrared motion detection sensor, a regular camera and a pair of electronically instrumented gloves. The animation process is completely actor-driven, with the actor controlling the character movements, gestures, facial expression and voice, all in realtime. The actor controlled cartoonification of the captured facial and body motion is a key functionality of Palco, and one that makes it specifically suited for the production of cartoon animations.

Estudo dos indicadores de qualidade e de risco na interaça o mãe-filho(a)

O presente estudo tem como principal objetivo identificar na interação mãe- bebés de 3 meses, indicadores de risco e de qualidade e, consequentemente, criar um guião que ajude os profissionais a identificar esses mesmos indicadores. Para o efeito observámos 30 díades mãe-filho(a) em jogo livre distribuídas em dois grupos: 1) 12 díades sem condições assinaláveis de risco e 2) 18 díades em risco socioeconómico. O comportamento interativo dos bebés e das mães foi avaliado através do Child-Adult Relashionship Experimental, designado pela autora de CARE-Index (Crittenden, 2003). Os comportamentos maternos e infantis foram cotados de acordo com os 7 aspetos do comportamento diádico: Expressão Facial, Expressão Verbal, Posição e Contato Corporal, Afetividade, Reciprocidade, Diretividade e Escolha da Atividade. Os resultados do nosso estudo revelam que as díades mãe-filho(a) sem condições assinaláveis de risco apresentam interações mais positivas, recíprocas e ajustadas à idade das crianças do que as díades sujeitas a condições de risco e que o comportamento materno sensível e responsivo surge associado ao comportamento cooperativo infantil e negativamente correlacionado com a dificuldade infantil, enquanto que uma postura controladora, diretiva ou punitiva da mãe surge positivamente correlacionada com a submissão e evitamento infantil. Por fim, encontramos associados a comportamentos maternos sensíveis uma variabilidade de comportamentos infantis desde satisfação, coerção, procura de proximidade ou evitamento. Na discussão dos resultados apresentamos um script dos indicadores de qualidade e de risco do comportamento materno. - Abstract This study main goal was to study mother-infant quality of interaction in dyads with 3 months babies. Moreover, our goal was to explore maternal and infant key behaviors that shape the quality of the interaction in order to organize a script that helps professionals to identify these critical interactive behaviors. To this end we observed 30 mother-child dyads (a) in free play interaction divided into two groups: 1) 12 dyads without any known risk condition and 2) 18 dyads at socioeconomic risk. The interactive behavior of infants and mothers was assessed using the Child-Adult Relationship Experimental, designated by the author of CARE-Index (Crittenden, 2003). The maternal and infant behaviors were rated according to seven aspects of dyadic behavior: Facial Expression, Verbal Expression, Position and Contact Body, Affection, Reciprocity, Directivity and Choice of Activity. Findings indicate that mother-child dyads without know risk conditions are more likely to present positive interactions, reciprocal and age-adjusted than dyads at risk. The sensitive and responsive maternal behavior emerges associated with children's cooperative behavior and negatively correlated with infant difficultness, while a controlling or punitive maternal behavior is positively correlated with infant compliance and avoidance. Finally, sensitive maternal behaviors were associated with a variability of child behaviors, from satisfaction, coercion, avoidance or proximity search. In the results discussion we present a script of the quality and risks indicators of maternal behavior.

Robótica móvel: sistema de condução autónoma

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo Automação e Electrónica Industrial

Analysis of tongue shape and motion in speech production using statistical modeling

The mechanisms of speech production are complex and have been raising attention from researchers of both medical and computer vision fields. In the speech production mechanism, the articulator’s study is a complex issue, since they have a high level of freedom along this process, namely the tongue, which instigates a problem in its control and observation. In this work it is automatically characterized the tongues shape during the articulation of the oral vowels of Portuguese European by using statistical modeling on MR-images. A point distribution model is built from a set of images collected during artificially sustained articulations of Portuguese European sounds, which can extract the main characteristics of the motion of the tongue. The model built in this work allows under standing more clearly the dynamic speech events involved during sustained articulations. The tongue shape model built can also be useful for speech rehabilitation purposes, specifically to recognize the compensatory movements of the articulators during speech production.

Deteção e acompanhamento de movimento através de uma câmara de vídeo

A deteção e seguimento de pessoas tem uma grande variedade de aplicações em visão computacional. Embora tenha sido alvo de anos de investigação, continua a ser um tópico em aberto, e ainda hoje, um grande desafio a obtenção de uma abordagem que inclua simultaneamente exibilidade e precisão. O trabalho apresentado nesta dissertação desenvolve um caso de estudo sobre deteção e seguimento automático de faces humanas, em ambiente de sala de reuniões, concretizado num sistema flexível de baixo custo. O sistema proposto é baseado no sistema operativo GNU's Not Unix (GNU) linux, e é dividido em quatro etapas, a aquisição de vídeo, a deteção da face, o tracking e reorientação da posição da câmara. A aquisição consiste na captura de frames de vídeo das três câmaras Internet Protocol (IP) Sony SNC-RZ25P, instaladas na sala, através de uma rede Local Area Network (LAN) também ele já existente. Esta etapa fornece os frames de vídeo para processamento à detecção e tracking. A deteção usa o algoritmo proposto por Viola e Jones, para a identificação de objetos, baseando-se nas suas principais características, que permite efetuar a deteção de qualquer tipo de objeto (neste caso faces humanas) de uma forma genérica e em tempo real. As saídas da deteção, quando é identificado com sucesso uma face, são as coordenadas do posicionamento da face, no frame de vídeo. As coordenadas da face detetada são usadas pelo algoritmo de tracking, para a partir desse ponto seguir a face pelos frames de vídeo subsequentes. A etapa de tracking implementa o algoritmo Continuously Adaptive Mean-SHIFT (Camshift) que baseia o seu funcionamento na pesquisa num mapa de densidade de probabilidade, do seu valor máximo, através de iterações sucessivas. O retorno do algoritmo são as coordenadas da posição e orientação da face. Estas coordenadas permitem orientar o posicionamento da câmara de forma que a face esteja sempre o mais próximo possível do centro do campo de visão da câmara. Os resultados obtidos mostraram que o sistema de tracking proposto é capaz de reconhecer e seguir faces em movimento em sequências de frames de vídeo, mostrando adequabilidade para aplicação de monotorização em tempo real.

Sistema de Visão Stereo Ativo aplicado aos robôs do ISePorto

A presente dissertação endereça o desenvolvimento de um sistema de visão stereo ativo para os robôs de futebol robótico da equipa ISePorto do ISEP, de modo a que estes tirem o máximo partido das câmaras rotativas neles existentes. Este trabalho surge da necessidade de melhorar a capacidade de perceção do ambiente por parte dos robôs, principalmente da perceção da bola quando não está no plano do campo e dos robôs adversários. Esta necessidade surge devido ao aumento da dinâmica que se tem vindo a veri car ultimamente nas competições. Para tal, foram estudados algumas trabalhos relacionados no que diz respeito a sistemas de visão stereo com baselines variáveis e eixos de rotação em ambas as câmaras, bem como fundamentos de visão stereo. Foi proposta uma arquitetura para o sistema de visão ativo de modo a ser aplicado em qualquer robô da equipa MSL (Middle Size League). Para tornar possível a implementação desta arquitetura foi desenvolvido um procedimento para a calibração e determinação em tempo real dos parâmetros extrínsecos do par stereo em função da posição angular dos eixos rotativos do robô. O sistema de visão foi também dotado de capacidade de sincronismo e foram implementadas funcionalidades ao nível de software que possibilitam a deteção de objetos na imagem, a correspondência de objetos presentes nas imagens de ambas as câmaras e consequentemente a determinação das posições tridimensionais desses objetos relativamente ao robô. O sistema desenvolvido foi testado e validado em cenário MSL ao nível de perceção da bola, robôs adversários e linhas do campo. Os resultados obtidos apresentam uma melhoria signi cativa, face à implementação atual dos robôs, na perceção tridimensional da bola quando não está no plano do campo, e dos robôs adversários.

Sistema de visão para aterragem automática de UAV

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Automação e Electrónica Industrial

A influência do computador na integridade da visão binocular

Computer Vision Syndrome (CSV): 1) Conjunto de complicações desencadeadas com o acto de fixação para perto, que são experimentadas durante ou após o uso do computador; 2) Distúrbio caracterizado pelo esforço repetitivo de perto traduzindo-se em sintomas oculares e não oculares. Pertinência do estudo: os trabalhadores de telecomunicações desempenham actividades prolongadas de fixação para perto, o que pode originar queixas de fadiga visual devido ao stress exercido sob a convergência acomodativa. Objectivos do estudo: 1) Identificar quais os parâmetros da visão binocular que são mais influenciados pelo uso prolongado do computador; 2) Comparar a visão binocular em dois grupos de indivíduos com e sem sintomatologia ocular.

Damage analysis of carbon/epoxy plates after drilling

Drilling of composites plates normally uses traditional techniques but damage risk is high. NDT use is important. Damage in a carbon/epoxy plate is evaluated by enhanced X-rays. Four different drills are used. The images are analysed using Computational Vision techniques. Surface roughness is compared. Results suggest strategies for delamination reduction.

Sistema visual para Ground Truth de sistemas autónomos

Este trabalho visa contribuir para o desenvolvimento de um sistema de visão multi-câmara para determinação da localização, atitude e seguimento de múltiplos objectos, para ser utilizado na unidade de robótica do INESCTEC, e resulta da necessidade de ter informação externa exacta que sirva de referência no estudo, caracterização e desenvolvimento de algoritmos de localização, navegação e controlo de vários sistemas autónomos. Com base na caracterização dos veículos autónomos existentes na unidade de robótica do INESCTEC e na análise dos seus cenários de operação, foi efectuado o levantamento de requisitos para o sistema a desenvolver. Foram estudados os fundamentos teóricos, necessários ao desenvolvimento do sistema, em temas relacionados com visão computacional, métodos de estimação e associação de dados para problemas de seguimento de múltiplos objectos . Foi proposta uma arquitectura para o sistema global que endereça os vários requisitos identi cados, permitindo a utilização de múltiplas câmaras e suportando o seguimento de múltiplos objectos, com ou sem marcadores. Foram implementados e validados componentes da arquitectura proposta e integrados num sistema para validação, focando na localização e seguimento de múltiplos objectos com marcadores luminosos à base de Light-Emitting Diodes (LEDs). Nomeadamente, os módulos para a identi cação dos pontos de interesse na imagem, técnicas para agrupar os vários pontos de interesse de cada objecto e efectuar a correspondência das medidas obtidas pelas várias câmaras, método para a determinação da posição e atitude dos objectos, ltro para seguimento de múltiplos objectos. Foram realizados testes para validação e a nação do sistema implementado que demonstram que a solução encontrada vai de encontro aos requisitos, e foram identi cadas as linhas de trabalho para a continuação do desenvolvimento do sistema global.

People counting system using existing surveillance video camera

The Casa da Música Foundation, responsible for the management of Casa da Música do Porto building, has the need to obtain statistical data related to the number of building’s visitors. This information is a valuable tool for the elaboration of periodical reports concerning the success of this cultural institution. For this reason it was necessary to develop a system capable of returning the number of visitors for a requested period of time. This represents a complex task due to the building’s unique architectural design, characterized by very large doors and halls, and the sudden large number of people that pass through them in moments preceding and proceeding the different activities occurring in the building. To achieve the technical solution for this challenge, several image processing methods, for people detection with still cameras, were first studied. The next step was the development of a real time algorithm, using OpenCV libraries and computer vision concepts,to count individuals with the desired accuracy. This algorithm includes the scientific and technical knowledge acquired in the study of the previous methods. The themes developed in this thesis comprise the fields of background maintenance, shadow and highlight detection, and blob detection and tracking. A graphical interface was also built, to help on the development, test and tunning of the proposed system, as a complement to the work. Furthermore, tests to the system were also performed, to certify the proposed techniques against a set of limited circumstances. The results obtained revealed that the algorithm was successfully applied to count the number of people in complex environments with reliable accuracy.

Navegação de robôs móveis por marcas artificiais em ambientes semi-estruturados

Mestrado em engenharia electrotécnica e de computadores - Área de Especialização de Sistemas Autónomos