A proposal of a behavior-based control architecture with reinforcement learning for an autonomous underwater robot

Aquesta tesi proposa l'ús d'un seguit de tècniques pel control a alt nivell d'un robot autònom i també per l'aprenentatge automàtic de comportaments. L'objectiu principal de la tesis fou el de dotar d'intel·ligència als robots autònoms que han d'acomplir unes missions determinades en entorns desconeguts i no estructurats. Una de les premisses tingudes en compte en tots els passos d'aquesta tesis va ser la selecció d'aquelles tècniques que poguessin ésser aplicades en temps real, i demostrar-ne el seu funcionament amb experiments reals. El camp d'aplicació de tots els experiments es la robòtica submarina. En una primera part, la tesis es centra en el disseny d'una arquitectura de control que ha de permetre l'assoliment d'una missió prèviament definida. En particular, la tesis proposa l'ús de les arquitectures de control basades en comportaments per a l'assoliment de cada una de les tasques que composen la totalitat de la missió. Una arquitectura d'aquest tipus està formada per un conjunt independent de comportaments, els quals representen diferents intencions del robot (ex.: "anar a una posició", "evitar obstacles",...). Es presenta una recerca bibliogràfica sobre aquest camp i alhora es mostren els resultats d'aplicar quatre de les arquitectures basades en comportaments més representatives a una tasca concreta. De l'anàlisi dels resultats se'n deriva que un dels factors que més influeixen en el rendiment d'aquestes arquitectures, és la metodologia emprada per coordinar les respostes dels comportaments. Per una banda, la coordinació competitiva és aquella en que només un dels comportaments controla el robot. Per altra banda, en la coordinació cooperativa el control del robot és realitza a partir d'una fusió de totes les respostes dels comportaments actius. La tesis, proposa un esquema híbrid d'arquitectura capaç de beneficiar-se dels principals avantatges d'ambdues metodologies. En una segona part, la tesis proposa la utilització de l'aprenentatge per reforç per aprendre l'estructura interna dels comportaments. Aquest tipus d'aprenentatge és adequat per entorns desconeguts i el procés d'aprenentatge es realitza al mateix temps que el robot està explorant l'entorn. La tesis presenta també un estat de l'art d'aquest camp, en el que es detallen els principals problemes que apareixen en utilitzar els algoritmes d'aprenentatge per reforç en aplicacions reals, com la robòtica. El problema de la generalització és un dels que més influeix i consisteix en permetre l'ús de variables continues sense augmentar substancialment el temps de convergència. Després de descriure breument les principals metodologies per generalitzar, la tesis proposa l'ús d'una xarxa neural combinada amb l'algoritme d'aprenentatge per reforç Q_learning. Aquesta combinació proporciona una gran capacitat de generalització i una molt bona disposició per aprendre en tasques de robòtica amb exigències de temps real. No obstant, les xarxes neurals són aproximadors de funcions no-locals, el que significa que en treballar amb un conjunt de dades no homogeni es produeix una interferència: aprendre en un subconjunt de l'espai significa desaprendre en la resta de l'espai. El problema de la interferència afecta de manera directa en robòtica, ja que l'exploració de l'espai es realitza sempre localment. L'algoritme proposat en la tesi té en compte aquest problema i manté una base de dades representativa de totes les zones explorades. Així doncs, totes les mostres de la base de dades s'utilitzen per actualitzar la xarxa neural, i per tant, l'aprenentatge és homogeni. Finalment, la tesi presenta els resultats obtinguts amb la arquitectura de control basada en comportaments i l'algoritme d'aprenentatge per reforç. Els experiments es realitzen amb el robot URIS, desenvolupat a la Universitat de Girona, i el comportament après és el seguiment d'un objecte mitjançant visió per computador. La tesi detalla tots els dispositius desenvolupats pels experiments així com les característiques del propi robot submarí. Els resultats obtinguts demostren la idoneïtat de les propostes en permetre l'aprenentatge del comportament en temps real. En un segon apartat de resultats es demostra la capacitat de generalització de l'algoritme d'aprenentatge mitjançant el "benchmark" del "cotxe i la muntanya". Els resultats obtinguts en aquest problema milloren els resultats d'altres metodologies, demostrant la millor capacitat de generalització de les xarxes neurals.

Nuevas tendencias en tecnología de invernaderos

El invernadero del litoral mediterráneo ha ido lentamente evolucionando e incorporando pequeñas mejoras en aspectos tales como la captación de radiación en los periodos en que ésta es limitante (Soriano, 2005) y la incorporación de sistemas de ventilación pasiva (Perez-Parra, 2002). En este trabajo se comentan los avances recientes derivados del esfuerzo en I+D en los campos de la ventilación natural, sombreo dinámico y refrigeración por evaporación de agua

Control remoto (web) de un robot Aibo

El robot Aibo disposa de la llibreria Aibo Remote Framework per controlar-lo remotament mitjançant un PC i una xarxa inalàmbrica, també per accedir a informació d'estat del robot, o per veure les imatges que l'Aibo capta. Combinant Remote Framework i php s'ha creat una aplicació web que permet controlar Aibos diferents remotament per Internet, així com tenir accés a les imatges subjectives de cadascun dels Aibos. A més, la tecnologia existent d'streaming permet que l'aplicació web tingui un vídeo incrustat que possibilita veure en directe els Aibos mitjançant una càmera web enfocada cap a ells.

La biblioteca recombinada: portals i persones

Aquest article explora el disseny i l'ús dels portals en un entorn bibliotecari. Tracta les motivacions per construir portals, així com l'estructura i la tipologia d'aquests. A més, examina l'entorn de l'usuari en què es desenvolupen aquests portals. També argumenta que aporten serveis útils d'integració i presentació, però que s'han de considerar com a component d'un conjunt de serveis més ampli que la biblioteca està construint per tal d'introduir aquests recursos útils als usuaris. Així mateix, considera breument els serveis que els portals ofereixen: consulta distribuïda o metacerca, personalització, demandes, resolució OpenURL, avisos, etc. També considera l'emergent necessitat de serveis de directori o de registre per a coses com la descripció de col·leccions i serveis, dades de drets i polítiques, etc. Tracta l'impacte dels serveis web i el canvi en els models d'investigació i aprenentatge en relació al subministrament i ús d'informació en xarxa. Finalment, considera els serveis bibliotecaris com a part d'un entorn de sistemes, cada vegada més ric, que inclou els sistemes de gestió d'aprenentatge i de programari educatiu, portals de campus, serveis compartits com l'autenticació, i altres sistemes i serveis.

Disseny d'un adaptador d'IPs per a NoCs tolerants a falles

L’aparició d’un nou paradigma per al disseny de sistemes multiprocessador, les NoC; requereixen una manera d’adaptar els IP cores ja existents i permetre la seva connexió en xarxa. Aquest projecte presenta un disseny d’una interfície que aconsegueix adaptar un IP core existent, el LEON3; del protocol del bus AMBA al protocol de la xarxa. D’aquesta manera i basant-nos en idees d’interfícies discutides en l’estat de l’art, aconseguim desacoblar el processador del disseny i topologia de la xarxa.

Creació d'una ràdio musical participativa amb difusió online i FM

Aquest projecte té com a propòsit crear una ràdio musical participativa amb difusió online i FM on a partir d’una interfície web l’usuari pugui participar-hi activament votant les cançons que hi sonaran. A més a més els usuaris registrats gaudiran d’una xarxa social on podran fer amistats i deixa’ls-hi comentaris. Primer de tot faig una ràpida introducció a l’estat de l’art de les ràdios actuals, a continuació analitzo els requeriments, especifico el comportament desitjat del sistema, explico detalladament el disseny i l’ implementació i, per últim, faig un seguit de proves de les quals n’extrec les conclusions.

Obtenció de nous anàlegs amb activitat brassinoesteroide mitjançant modelització molecular i síntesi

Els brassinoesteroides són productes naturals que actuen com a potents reguladors del creixement vegetal. Presenten aplicacions prometedores en l’agricultura degut a que, aplicats exògenament, augmenten la qualitat i la quantitat de les collites. Ara bé, el seu ús s’ha vist restringit degut a la seva costosa obtenció. Aquest fet ha motivat la recerca de nous compostos actius més assequibles. En aquest projecte es planteja el disseny i obtenció de nous anàlegs seguint diferents estratègies que impliquen tant l’ús de mètodes de modelització molecular com de síntesi orgànica. La primera d’aquestes estratègies consisteix en buscar compostos actius en bases de dades de compostos comercials a través de processos de Virtual Screening desenvolupats amb mètodes computacionals basats en Camps d’Interacció Molecular. Així, es van establir i interpretar models de Relacions Quantitatives Estructura-Activitat (QSAR) emprant descriptors independents de l’alineament (GRIND) i, amb col•laboració amb la Universitat de Perugia, aquest criteri de cerca es va ampliar amb l’aplicació de descriptors FLAP de nova generació. Una altra estratègia es va basar en intentar substituir l’esquelet esteroide dels brassinoesteroides per una estructura equivalent, fixant com a cadena lateral el grup (R)-hexahidromandelil. S’han aplicat dos criteris: mètodes computacionals basats en models QSAR establerts amb descriptors GRIND i també en la metodologia SHOP (scaffold hopping), i, per altra banda, anàlegs proposats racionalment a partir d’un estudi efectuat sobre disruptors endocrins no esteroïdals. Sobre les estructures trobades s’hi va unir la cadena lateral comercial esmentada per via sintètica, en la qual s’ha hagut de fer un èmfasi especial en grups protectors. En total, 49 estructures es proposen per a ser obtingudes sintèticament. També s’ha treballat en l’obtenció un agonista derivat de l’hipotètic antagonista KM-01. Totes les molècules candidates, ja siguin comercials o obtingudes sintèticament, estant sent avaluades en el test d’inclinació de la làmina d’arròs (RLIT).

Monitorització de rendiment i accounting de centres de computació grid

El Port d'Informació Científica és un centre de Computació Grid de referència que dona suport a comunitats científiques, com el LHC (CERN). Al PIC, trobem una gran varietat de tecnologies que proporcionen serveis al centre. Des de l'arquitectura i elements de la xarxa, fins a recursos informàtics de computació, sistemes d'emmagatzematge a disc i cinta magnètica, bases de dades (ORACLE/PostgreSQL). El projecte consisteix en el disseny i implementació d'una base de dades col·lectora de tota la informació rellevant dels diferents sistemes del centre, i un portal web on mostrar tots els valors i gràfiques, tot basat en programari lliure.

Disseny d'un "museu virtual" per una sala d'exposicions mitjançant OpenGL

Aquest projecte tracta del disseny i implementació d’una aplicació gràfica que permeti visualitzar diferents exposicions de quadres que es realitzin a la sala d’exposicions de la Hemeroteca General de la UAB, gestionada pel col·lectiu “Cultura en Viu”. La utilitat ha sigut desenvolupada mitjançant la llibreria gràfica OpenGL i Microsoft Visual Studio. L’aplicació generada és també una eina de creació i manipulació d’exposicions al servei del usuari.

Estratègies d’intervenció i tractament en els centres penitenciaris catalans amb membres de bandes juvenils organitzades

L’estudi suposa un apropament al fenomen de les bandes des de l’entorn on s’originen, a la ciutat de Guayaquil (Equador), fins a la seva expansió a Catalunya fruit dels moviments migratoris. L’estudi té la vocació de contribuir al disseny i la implementació d’un programa d’intervenció en els membres de bandes juvenils en l’àmbit de les presons catalanes, aprofitant els coneixements teòrics i les eines i estratègies d’intervenció amb les quals treballa Ser Paz i, més concretament, la Sra. Nelsa Curbelo, per adaptar-les a la nostra realitat. Per conèixer el camp d’anàlisi escollit, és a dir, les bandes juvenils, s’ha utilitzat el mètode d’observació participant de tipus etnològic, que és essencialment qualitatiu i permet contextualitzar les observacions i apropar-se a altres realitats amb la distància necessària. El treball de camp s’ha realitzat a Guayaquil durant un període de dos mesos, participant en la vida col·lectiva dels joves objecte d’estudi, observant en detall els seus estils de vida i realitzant posteriorment un treball comparatiu sistemàtic de la convergència entre les diferents informacions que es rebien. Aquest estudi s’ha complementat amb entrevistes amb professionals de les àrees de prevenció i seguretat de Barcelona i Catalunya, amb la recerca bibliogràfica especialitzada en la temàtica exposada, amb reportatges periodístics i la visita a llocs web i amb l’accés a la normativa interna d’alguns grups amb els quals s’ha intervingut. Per comprovar la diferent naturalesa de les bandes al nostre país i conèixer de primera mà el seu perfil, s’han realitzat entrevistes individualitzades semiestructurades amb membres de bandes juvenils interns en els centres penitenciaris de Catalunya, amb la pretensió d’establir les estratègies d’intervenció. En la part final de l’estudi s’ha proposat un programa d’intervenció i tractament per implementar-lo a les presons catalanes, en què es recullen les experiències en aquest àmbit a Guayaquil.

Les ciutats turístiques, les noves ciutats. Anàlisi de l'evolució del model turístic en destinacions de litoral madures a partir de l'anàlisi de paràmetres urbanístics

La beca concedida ha anat destinada a desenvolupar la tesi doctoral que duu per nom "Les ciutats turístiques, les noves ciutats. Anàlisi de l'evolució del model turístic en destinacions de litoral madures a partir de l'anàlisi de paràmetres urbanístics". L’àrea d’estudi comprèn els municipis de Cambrils, Salou i La Pineda (Vila-seca) que conformen la Costa Daurada central, destinació madura de litoral mediterrani, que basa el seu desenvolupament d’acord el model turístic de sol i platja. Arribats en aquest punt de finalització de la beca, cal destacar que s’ha complert amb l'objectiu d'analitzar el procés de transformació de les ciutats turístiques, tot establint com el turisme litoral mediterrani s'ha convertit en un factor de creació de ciutat. Així mateix també s'han complert els objectius específics tals com: analitzar l'evolució de les destinacions turístiques consolidades del litoral mediterrani, recopilar informació per a la creació d'índexs i eines que serveixin per l'anàlisi del procés de tranformació de les ciutats turístiques a ciutats tradicionals a partir del tractament dels plans parcials, recopilar i analitzar les polítiques de planificació que han condicionat l'area d'estudi, modelitzar el procés de construcció de l'espai turístic a partir de l'establiment d'unes unitats bàsiques en la descripció i anàlisi territorial i paisatgístic, i crear un SIG per culminar el procés d'anàlisi tot creant una base de dades i la representació dels resultats en cartogradia temàtica. Pel que fa al disseny i l’execució de la metodologia, es poden considerar dos vessants, una vessant més qualitativa i una altra més quantitativa per al tractament de la informació recopilada. Igualment la generació de cartografia específica completa el procés amb la producció de cartografia específica, tal i com es desenvolupa en la present memòria. La tesi parteix del guió que contempla: un prier capítol d'introducció, un segon dedicat al marc teòric, un tercer apartat on s'exposaran les hipòtesis de les quals es parteix, i un quart dedicat a la metodologia. Pren especial importància l'apartat dedicat a l’ànalisi, així com el dedicat a la discussió dels resultats obtinguts, que es desenvoluparà en el sisè apartat. Per últim resta destacar el setè apartat dedicat a les conclusions a les que s'ha arribat.

OnTheBus

El projecte OnTheBus pretén ser un sistema de guiatge gratuït, destinat per a la plataforma mòbil Android, útil com a eina d’ajuda pel desplaçament d’un punt d’origen a un punt de destí dins de la ciutat, utilitzant la xarxa de transport metropolità. Aquesta memòria s’enllaça amb 6 memòries més, dels meus companys amb els qui he realitzat el projecte OnTheBus. Per poder elaborar amb èxit l’aplicació OntheBus, cal donar importància al disseny i a la implementació de la interfície d’usuari. L’objectiu d’aquesta memòria és explicar com s’ha realitzat i dissenyat l’aplicació perquè sigui accessible per a tothom. Ja que pot tenir un rang molt ampli d’edats d’usuaris, la implementació de la interfície està basada en les directrius del Disseny Universal.

OnTheBus

El projecte OnTheBus pretén ser un sistema de guiatge gratuït, destinat per a la plataforma mòbil Android, útil com a eina d’ajuda pel desplaçament d’un punt d’origen a un punt de destí dins de la ciutat, utilitzant la xarxa de transport metropolità. Aquesta memòria s’enllaça amb 6 memòries més, dels meus companys amb els qui he realitzat el projecte OnTheBus. Per poder elaborar amb èxit l’aplicació OntheBus, cal donar importància al disseny i a la implementació de la interfície d’usuari. L’objectiu d’aquesta memòria és explicar com s’ha realitzat i dissenyat l’aplicació perquè sigui accessible per a tothom. Ja que pot tenir un rang molt ampli d’edats d’usuaris, la implementació de la interfície està basada en les directrius del Disseny Universal.

GNU-Linux: I-FORMA.COM

Diseño e implantación de una arquitectura de sistemas GNU/Linux para una empresa de tele-formación online.