Learning Robotics for youngsters - the RoboParty experience

Series: "Advances in intelligent systems and computing , ISSN 2194-5357, vol. 417"

Off-line simulation inspires insight: a neurodynamics approach to efficient robot task learning

There is currently an increasing demand for robots able to acquire the sequential organization of tasks from social learning interactions with ordinary people. Interactive learning-by-demonstration and communication is a promising research topic in current robotics research. However, the efficient acquisition of generalized task representations that allow the robot to adapt to different users and contexts is a major challenge. In this paper, we present a dynamic neural field (DNF) model that is inspired by the hypothesis that the nervous system uses the off-line re-activation of initial memory traces to incrementally incorporate new information into structured knowledge. To achieve this, the model combines fast activation-based learning to robustly represent sequential information from single task demonstrations with slower, weight-based learning during internal simulations to establish longer-term associations between neural populations representing individual subtasks. The efficiency of the learning process is tested in an assembly paradigm in which the humanoid robot ARoS learns to construct a toy vehicle from its parts. User demonstrations with different serial orders together with the correction of initial prediction errors allow the robot to acquire generalized task knowledge about possible serial orders and the longer term dependencies between subgoals in very few social learning interactions. This success is shown in a joint action scenario in which ARoS uses the newly acquired assembly plan to construct the toy together with a human partner.

Review of robotic technology for keyhole transcranial stereotactic neurosurgery

The research of stereotactic apparatus to guide surgical devices began in 1908, yet a major part of today's stereotactic neurosurgeries still rely on stereotactic frames developed almost half a century ago. Robots excel at handling spatial information, and are, thus, obvious candidates in the guidance of instrumentation along precisely planned trajectories. In this review, we introduce the concept of stereotaxy and describe a standard stereotactic neurosurgery. Neurosurgeons' expectations and demands regarding the role of robots as assistive tools are also addressed. We list the most successful robotic systems developed specifically for or capable of executing stereotactic neurosurgery. A critical review is presented for each robotic system, emphasizing the differences between them and detailing positive features and drawbacks. An analysis of the listed robotic system features is also undertaken, in the context of robotic application in stereotactic neurosurgery. Finally, we discuss the current perspective, and future directions of a robotic technology in this field. All robotic systems follow a very similar and structured workflow despite the technical differences that set them apart. No system unequivocally stands out as an absolute best. The trend of technological progress is pointing toward the development of miniaturized cost-effective solutions with more intuitive interfaces.

Assistive locomotion strategies for active lower limb devices

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Eletrónica Médica)

Hand gesture recognition system based in computer vision and machine learning: Applications on human-machine interaction

Tese de Doutoramento em Engenharia de Eletrónica e de Computadores

Definition of multibody system

This chapter presents a general view of multibody system concept and definition by describing the main features associated with spatial systems. The mechanical components, which can be modeled as rigid or flexible, are constrained by kinematic pair of different types. Additionally, the bodies can be actuated upon by force elements and external forces due to interaction with environment. This chapter also presents some examples of application of multibody systems that can include automotive vehicles, mechanisms, robots and biomechanical systems.

Manipulador Robótico

El uso de robots industriales junto con los sistemas de diseño asistidos por computadora (CAD), y los sistemas de fabricación asistidos por computadora (CAM), son la última tendencia en automatización de los procesos de fabricación. Aunque el crecimiento del mercado de la industria Robótica ha sido lento en comparación con los primeros años de la década de los 80´s, de acuerdo a algunas predicciones, la industria de la robótica está en su infancia. Ya sea que éstas predicciones se realicen completamente, o no, es claro que la industria robótica, en una forma o en otra, permanecerá. En la actualidad el uso de los robots industriales está concentrado en operaciones muy simples, como tareas repetitivas que no requieren tanta precisión. En los 80´s las tareas relativamente simples como las máquinas de inspección, transferencia de materiales, pintado automotriz, y soldadura son económicamente viables para ser robotizadas. Los análisis de mercado en cuanto a fabricación predicen que en ésta década y en las posteriores los robots industriales incrementarán su campo de aplicación, ésto debido a los avances tecnológicos en sensórica, los cuales permitirán tareas mas sofisticadas. El futuro es muy incierto y seguramente los ROBOTS tendrán mucho que ver en nuestra vida diaria en los próximos años y tenemos que lograr que la Argentina no solo este presente, en desarrollos que ameriten una publicación Internacional, si no también que puedan ser, en conjunción con la Universidad, la industria y aportes de capitales privados, diseñados, construidos, aplicados y comercializados según las necesidades de nuestro medio, desde el reemplazo de miembros humanos a personas con discapacidades, el alivio al hombre en tareas inhumanas y también en aplicaciones industriales aun no explotadas. Actualmente la investigación en el área de robótica en la Argentina, esta enfocada a problemas de electrónica y control. La mecánica no forma parte de dicho ambiente científico como puede verse en las 4 últimas Jornadas Argentinas de Robótica. En todos los casos se trabaja en la investigación de algoritmos o métodos de control montados en pequeños robots comerciales. El proyecto ROBOT-01 propone la construcción de un manipulador de 7 grados de libertad, aplicando las mas modernas técnicas de Simulación, diseño, CAD-3D, materiales compuestos, construcción de micro-mecánica, electrónica y software. El brazo manipulador estará diseñado para ser continuado o asociado con una mano robótica y con una base móvil autónoma, las que serán encaradas en proyectos futuros, o con interacción con otros grupos de investigación similares de otras Universidades

Adaptive Regelung von Robotersystemen in Kontaktaufgaben

Contact Tasks of Robotic Systems, Mobile Legged Robots, Industrial Manipulators, Service Operations, Robot's Locomotion, Adaptive Control, Impedance/Force Control

User-friendly parallel computations with econometric examples

This paper shows how a high level matrix programming language may be used to perform Monte Carlo simulation, bootstrapping, estimation by maximum likelihood and GMM, and kernel regression in parallel on symmetric multiprocessor computers or clusters of workstations. The implementation of parallelization is done in a way such that an investigator may use the programs without any knowledge of parallel programming. A bootable CD that allows rapid creation of a cluster for parallel computing is introduced. Examples show that parallelization can lead to important reductions in computational time. Detailed discussion of how the Monte Carlo problem was parallelized is included as an example for learning to write parallel programs for Octave.

A dual characterization of incentive efficiency

We show that incentive efficient allocations in economies with adverse selection and moral hazard can be determined as optimal solutions to a linear programming problem and we use duality theory to obtain a complete characterization of the optima. Our dual analysis identifies welfare effects associated with the incentives of the agents to truthfully reveal their private information. Because these welfare effects may generate non-convexities, incentive efficient allocations may involve randomization. Other properties of incentive efficient allocations are also derived.

Giving SBML support to ByoDyn

Report for the scientific stay at the California Institute of Technology during the summer of 2005. ByoDyn is a tool for simulating the dynamical expression of gene regulatory networks (GRNs) and for parameter estimation in uni- and multicellular models. A software support was carried out describing GRNs in the Systems Biology Markup Language (SBML). This one is a computer format for representing and storing computational models of biochemical pathways in software tools and databases. Supporting this format gives ByoDyn a wide range of possibilities to study the dynamical properties of multiple regulatory pathways.

A propósito de Hipermembrana de Marcel•lí Antúnez Roca

Treball dividit en quatre parts: 1.- Recorregut epistemológic dels performances de Marcel•lí Antúnez fins a Hipermembrana. 2.- Breu exploració dels diversos camps des dels quals s'aborda l'estudi de l'obra de l'artista dividits en dos vessants: a)- Món viu: explora el biològic, la carn i el cos. b)- Món inert: explora la tecnologia, el posthumà, els robots, cyborgs i androides, el cyberpunk i el postcyberpunk. 3.- Breu exposició de l'actual sistema de treball de Marcel•lí Antúnez, la sistematúrgia. 4.- A partir de la problemàtica perceptiva que comporta el treball de l'artista s'esbossen unes primeres conclusions.

Extracció de tasques locals d'un itinerari protegit per arquitectures criptogràfiques

En aquest projecte s'ha realitzat una ampliació del llenguatge de protecció d'itineraris d'agents mòbils i la seva implementació per tal d'extreure'n les tasques locals. Aquestes tasques es troben encriptades dintre de l'itinerari de l'agent i descriuen el comportament que tindrà, així que és necessària una classe que les sàpiga extreure. El nostre compilador crea aquesta classe a partir de l'arquitectura d'extracció. L'hem provat amb les arquitectures simple i nested i els resultats amb itineraris reals han estat els esperats. A la pràctica, aquest projecte completa una mica més l'entorn de desenvolupament integrat d'agents mòbils MARISM-A.

La Sexta: proceso de lanzamiento y estrategias de programación

En aquest treball es descriu i s’analitza el procés de llançament de La Sexta i les estratègies de programació d’aquesta nova cadena. Amb aquest naixement s’amplia la oferta de televisió analògica a Espanya, paradòxicament en un context de digitalització de les emissions per ones.

La informació a la ràdio durant el franquisme

El Treball Final de Carrera investiga l’evolució de la ràdio a Espanya durant la dictadura franquista, entre els anys 1939 i 1975. El seguit de qüestions polítiques i socials que es viuen al país durant la postguerra fan que el mitjà radiofònic es desenvolupi notablement durant la primera etapa del franquisme, però no només com una arma de propaganda o d’informació oficial del règim, sinó també com entreteniment per als oients. Serien les emissores privades les que impulsarien de manera més important l’aparició de nous espais dedicats a la societat popular i també, les que potenciarien la difusió de la cultura. Posteriorment, Radio Nacional de España, l’emissora pública, també acompanyaria a les privades en l’emissió de magazins i programes de varietats. En el treball acadèmic també es destaca l’evident diferència entre les restriccions a la ràdio al principi del mandat i al final. Els primers anys de la dictadura es caracteritzen per una forta censura pel que fa a la informació i a la difusió de programes. No obstant, l’obertura del règim als voltants dels 60 permetrà a les emissores ser més arriscades en la seva programació.