Estudio del comportamiento térmico del instrumento TriboLAB durante su estancia en la Estación Espacial Internacional desde la perspectiva del análisis de datos funcionales

[ES]El objetivo principal de esta tesis de máster es el estudio del comportamiento térmico del instrumento TriboLAB durante su estancia en la Estación Espacial Internacional, junto con la comparación de dicho comportamiento con el pronosticado por los modelos térmicos matemáticos empleados en el diseño de su sistema de control térmico. El trabajo realizado ha permitido profundizar de forma importante en el conocimiento del mencionado comportamiento. Ello permitirá poner a disposición de otros experimentadores interesados en ubicar sus instrumentos en los balcones exteriores de la Estación Espacial Internacional, información real acerca del comportamiento térmico de un equipo de las características del TriboLAB en dichas condiciones. Información de gran interés para ser empleada en el diseño del control térmico de sus instrumentos, especialmente ahora que la vida útil de la Estación Espacial Internacional ha sido prorrogada hasta 2020. El control térmico de los equipos espaciales es un aspecto clave para asegurar su supervivencia y correcto funcionamiento bajo las extremas condiciones existentes en el espacio. Su misión es mantener los distintos componentes dentro de su rango de temperaturas admisibles, puesto que en caso contrario no podrían funcionar o incluso ni siquiera sobrevivir más allá de esas temperaturas. Adicionalmente ha sido posible comprobar la aplicabilidad de distintas técnicas de análisis de datos funcionales en lo que respecta al estudio del tipo de datos aquí contemplado. Así mismo, se han comparado los resultados de la campaña de ensayos térmicos con los modelos térmicos matemáticos que han guiado el diseño del control térmico, y que son una pieza fundamental en el diseño del control térmico de cualquier instrumento espacial. Ello ha permitido verificar tanto la validez del sistema de control térmico diseñado para el TriboLAB como con la adecuada similitud existente entre los resultados de los modelos térmicos matemáticos y las temperaturas registradas en el equipo. Todo ello, ha sido realizado desde la perspectiva del análisis de datos funcionales.

Automatización de los recorridos del robot en un sistema de exploración basado en comportamientos

Automatización de los recorridos del robot en un sistema de exploración basado en comportamientos. Se muestran los resultados obtenidos en las simulaciones con Player/Stage de un sistema de exploración basado en comportamientos, donde la localización se realiza mediante los estadísticos de INCA.

Study of an object recognition algorithm

This project introduces an improvement of the vision capacity of the robot Robotino operating under ROS platform. A method for recognizing object class using binary features has been developed. The proposed method performs a binary classification of the descriptors of each training image to characterize the appearance of the object class. It presents the use of the binary descriptor based on the difference of gray intensity of the pixels in the image. It shows that binary features are suitable to represent object class in spite of the low resolution and the weak information concerning details of the object in the image. It also introduces the use of a boosting method (Adaboost) of feature selection al- lowing to eliminate redundancies and noise in order to improve the performance of the classifier. Finally, a kernel classifier SVM (Support Vector Machine) is trained with the available database and applied for predictions on new images. One possible future work is to establish a visual servo-control that is to say the reac- tion of the robot to the detection of the object.

Stimulation discomfort comparison of asynchronous and synchronous methods with multi-field electrodes

Functional Electrical Stimulation (FES) is a technique that consists on applying electrical current pulses to artificially activate motor nerve fibers and produce muscle contractions to achieve functional movements. The main applications of FES are within the rehabilitation field, in which this technique is used to aid recovery or to restore lost motor functions. People that benefit of FES are usually patients with neurological disorders which result in motor dysfunctions; most common patients include stroke and spinal cord injury (SCI). Neuroprosthesis are devices that have their basis in FES technique, and their aim is to bridge interrupted or damaged neural paths between the brain and upper or lower limbs. One of the aims of neuroprosthesis is to artificially generate muscle contractions that produce functional movements, and therefore, assist impaired people by making them able to perform activities of daily living (ADL). FES applies current pulses and stimulates nerve fibers by means of electrodes, which can be either implanted or surface electrodes. Both of them have advantages and disadvantages. Implanted electrodes need open surgery to place them next to the nerve root, so these electrodes carry many disadvantages that are produced by the use of invasive techniques. In return, as the electrodes are attached to the nerve, they make it easier to achieve selective functional movements. On the contrary, surface electrodes are not invasive and are easily attached or detached on the skin. Main disadvantages of surface electrodes are the difficulty of selectively stimulating nerve fibers and uncomfortable feeling perceived by users due to sensory nerves located in the skin. Electrical stimulation surface electrode technology has improved significantly through the years and recently, multi-field electrodes have been suggested. This multi-field or matrix electrode approach brings many advantages to FES; among them it is the possibility of easily applying different stimulation methods and techniques. The main goal of this thesis is therefore, to test two stimulation methods, which are asynchronous and synchronous stimulation, in the upper limb with multi-field electrodes. To this end, a purpose-built wrist torque measuring system and a graphic user interface were developed to measure wrist torque produced with each of the methods and to efficiently carry out the experiments. Then, both methods were tested on 15 healthy subjects and sensitivity results were analyzed for different cases. Results show that there are significant differences between methods regarding sensation in some cases, which can affect effectiveness or success of FES.

Preprocess and data analysis techniques for affymetrix DNA microarrays using bioconductor: a case study in Alzheimer disease

DNA microarray, or DNA chip, is a technology that allows us to obtain the expression level of many genes in a single experiment. The fact that numerical expression values can be easily obtained gives us the possibility to use multiple statistical techniques of data analysis. In this project microarray data is obtained from Gene Expression Omnibus, the repository of National Center for Biotechnology Information (NCBI). Then, the noise is removed and data is normalized, also we use hypothesis tests to find the most relevant genes that may be involved in a disease and use machine learning methods like KNN, Random Forest or Kmeans. For performing the analysis we use Bioconductor, packages in R for the analysis of biological data, and we conduct a case study in Alzheimer disease. The complete code can be found in https://github.com/alberto-poncelas/ bioc-alzheimer

Detección automática de presencia/ausencia de atún en imágenes obtenidas mediante sonar de largo alcance a bordo de buques pesqueros y aplicación de Optical Character Recognition (OCR) para la extracción de parámetros

En esta tesis de máster se presenta una metodología para el análisis automatizado de las señales del sonar de largo alcance y una aplicación basada en la técnica de reconocimiento óptico de Optical Character Recognition, caracteres (OCR). La primera contribución consiste en el análisis de imágenes de sonar mediante técnicas de procesamiento de imágenes. En este proceso, para cada imagen de sonar se extraen y se analizan las regiones medibles, obteniendo para cada región un conjunto de características. Con la ayuda de los expertos, cada región es identi cada en una clase (atún o no-atún). De este modo, mediante el aprendizaje supervisado se genera la base de datos y, a su vez, se obtiene un modelo de clasi cación. La segunda contribución es una aplicación OCR que reconoce y extrae de las capturas de pantalla de imágenes de sonar, los caracteres alfanuméricos correspondientes a los parámetros de situación (velocidad, rumbo, localización GPS) y la confi guración de sonar (ganancias, inclinación, ancho del haz). El objetivo de este proceso es el de maximizar la e ficiencia en la detección de atún en el Golfo de Vizcaya y dar el primer paso hacia el desarrollo de un índice de abundancia de esta especie, el cual esté basado en el procesamiento automático de las imágenes de sonar grabadas a bordo de la ota pesquera durante su actividad pesquera rutinaria.

Propagación y Extinción de Incendios Forestales y Urbanos para Entornos de Entrenamiento Virtuales

La formación de los bomberos es un proceso que incluye contenidos prácticos sobre cómo actuar ante incendios forestales y urbanos. La utilización de simuladores físicos tiene limitaciones impuestas por las condiciones de seguridad requeridas. Realizar prácticas controladas en condiciones reales está también altamente limitado por razones de factibilidad y de seguridad. Por tanto, la utilización de sistemas de entrenamiento de Realidad Virtual tiene especial relevancia.Las aportaciones de esta tesis están centradas en tres aspectos. El primero es el desarrollo de un entorno virtual para la simulación del entrenamiento e bomberos. Los escenarios considerados incluyen entornos forestales urbanos y mixtos. El entorno virtual puede ser accedido por bomberos que asumen distintos roles.El segundo es la generación de los algoritmos necesarios de la propagación y extinción de incendios dentro de los parámetros de interactividad del simulador. Para cumplir estos requisitos, se ha reducido la complejidad algorítmica a los elementos más fundamentales, entre ellos, la pendiente del terreno y la velocidad y dirección del viento. Además, se han añadido diversos efectos que aportan realismo a la propagación del fuego y su extinción: Spotting Fires, evaporación, modelo WaterJet.La definición de los escenarios incluye la clasificación del terreno o uso del suelo, los edificios y las barreras. La reconstrucción de escenarios reales a partir de información existente plantea problemas de heterogeneidad entre las distintas fuentes. La tercera aportación de esta tesis presenta las tecnologías semánticas como herramientas para solucionar los problemas de heterogeneidad de los datos y los distintos roles de los usuarios del sistema.

Simulación de incendios forestales y urbanos

La única forma que tienen los profesionales de aprender los procedimientos de extinción de incendios y gestión de los recursos es a través de maquetas o simulacros controlados. Este proyecto hace énfasis en la verificación de un conjunto de algoritmos de simulación y propagación de incendios facilitando la validación de los mismos por expertos. Los algoritmos validados se integrarán en un simulador interactivo dirigido al entrenamiento e instrucción del uso de los recursos para la extinción de incendios.

Implementación de algoritmos de Inteligencia Swarm con fines didácticos

Con este proyecto hemos querido proporcionar un conjunto de recursos útiles para la impartición de un curso de Swarm Intelligence enfocado a la Particle Swarm Optimization (PSO). Estos recursos constan de una aplicación en NetLogo para poder experimentar, ejecutar y visualizar los diferentes modelos de la PSO, un review de la Swarm Intelligence profundizando en la PSO y una ontología de PSO que incluye los recursos bibliográficos necesarios para la investigación y la escritura de artículos.

Visual SLAM using straight lines

The present thesis is focuses on the problem of Simultaneous Localisation and Mapping (SLAM) using only visual data (VSLAM). This means to concurrently estimate the position of a moving camera and to create a consistent map of the environment. Since implementing a whole VSLAM system is out of the scope of a degree thesis, the main aim is to improve an existing visual SLAM system by complementing the commonly used point features with straight line primitives. This enables more accurate localization in environments with few feature points, like corridors. As a foundation for the project, ScaViSLAM by Strasdat et al. is used, which is a state-of-the-art real-time visual SLAM framework. Since it currently only supports Stereo and RGB-D systems, implementing a Monocular approach will be researched as well as an integration of it as a ROS package in order to deploy it on a mobile robot. For the experimental results, the Care-O-bot service robot developed by Fraunhofer IPA will be used.

Automatización de los recorridos del robot en un sistema de exploración basado en comportamientos

Automatización de los recorridos del robot en un sistema de exploración basado en comportamientos. Se muestran los resultados obtenidos en las simulaciones con Player/Stage de un sistema de exploración basado en comportamientos, donde la localización se realiza mediante los estadísticos de INCA.

Desarrollo de rutinas de control y mejora delsoftware de programación de líneas CNC

El proyecto consiste en integrar el control de una marcadora neumática de COUTH en el control de una GT100 de forma que se pueda controlar la máquina completa desde una única interfaz hombre-máquina. Además de esto se ha mejorado la interfaz existente dándole un aspecto renovado y facilitando la navegabilidad. Por último, se optimizaron unas maniobras eléctricas importantes, mejorando así el conjunto de la máquina. Español

Software de control desarrollado en ROS para teleoperar de manera eficiente el robot Kuka Lightweight mediante el háptico Phantom Omni

La teleoperación o telerobótica es un campo de la robótica que se basa en el control remoto de robots esclavo por parte de un usuario encargado de gobernar, mediante un dispositivo maestro, la fuerza y movimiento del robot. Sobre dicho usuario recaen también las tareas de percepción del entorno, planificación y manipulación compleja. Concretamente se pretende desarrollar el control software necesario para teleoperar un manipulador esclavo, Kuka Lightweigh mediante un dispositivo háptico Phamton Omni, que se comporta como maestro, sin que afecten las diferencias dinámicas y estructurales existentes entre ambos dispositivos, aportando información adicional al operador para facilitar la operación. La principal motivación de la evolución de esta tecnología se debe a la necesidad de realizar trabajos en entornos hostiles, de difícil acceso, o perjudiciales para la salud del usuario.

Hizkuntzaren prozesamendurako teknikak irakaskuntza arloan: galdera sortzaile automatikoa

Proiektu honen helburua hizkuntzaren prozesamendurako tresnek irakaskuntza arloan izan dezaketen erabilgarritasuna aztertzea da. Konkretuki, irakaskuntza materialen sorkuntzan laguntza handia eskaini dezake gaur egun hizkuntzaren prozesamenduak. Ariketak automatikoki prestatzeko sistemak, testu idatzien kalitatea hobetzen laguntzeko sistemak, laburpengintza sistemak... denetarik sortu da azken aldian. Baina, beste hizkuntzetarako buruturiko lana handia den arren euskararako buruturiko lana oso murritza da. Honek bultzatuta, proiektu honetan euskararako ariketak automatikoki sortzeko sistemetan azterketa bat burutuko da, galdera ariketak automatikoki sortzeko zehazki. Galdera hauen helburua ikasleek testuen ulermena lantzea izango da, horretarako testuko alderdi esanguratsuenei buruz galdetzen saiatuko direlarik. Ataza hau burutzeko bi ikerketa lerrotan sakonduko da: Alde batetik, testuko zati esanguratsuenak bilatzen lagunduko duen modulu bat inplementatuko da. Modulu honen helburua testuan agertzen diren termino garrantzitsuenak markatzea eta pisatzea izango da. Termino esanguratsuak bilatuz testuan garrantzitsu diren kontzeptuak zein izan daitezkeen jakin dezakegu. Hau abiapuntu egokia izan daiteke testu baten ulermena lantzen hasteko. Termino hauek markatzeko metodoa probabilitatean oinarriturikoa izango da, hizkuntzaren prozesamenduko alderdi estatistikoa jorratuz. Beste alde batetik, testuan bilaturiko termino garrantzitsuenen inguruan galderak automatikoki eraikiko dituen modulu bat inplementatuko da. Honen helburua esaldi bat eman eta ahalik eta galdera zentzuzko eta zuzenenak sortzea izango da. Honetarako erregeletan oinarrituriko modulu bat inplementatuko da, hizkuntzaren prozesamenduko alderdi linguistikoa jorratuz. Bi modulu hauekin probak burutu ahal izateko euskararako existitzen diren hainbat corpusen azterketa burutuko da. Proiekturako interesgarriak izan daitezkeen corpusak eskuratu eta beharrezko bada corpus berriak biltzeko helburua izango du azterketa honek. Amaitzeko, modulu bakoitzean modu independentean burutuko diren ebaluazioez gain ebaluazio orokor bat ere burutuko da. Bertan bi moduluak elkarrekin lotu eta eszenatoki erreal batean sorturiko aplikazioak izan dezakeen erabilgarritasuna aztertuko da.

Generación procedural de ciudades

El programa desarrollado en el presente Proyecto de Fin de Grado, genera una ciudad a partir de los sistemas denominados L-systems. Es capaz de, definiendo una gramática, crear una red de carreteras que se asemeje a la de las ciudades reales. Una vez creada la red, es posible incluir edifi cios en las parcelas generadas por las diferentes secciones de las carreteras. Para la visualización de la ciudad se utiliza un motor grá fico provisto de las funciones básicas de renderizado: la visualización de objetos 3D, la cámara, texturas, ... Con esas herramientas es posible la visualización de los diferentes estilos de ciudad que se pueden generar mediante el programa.