Design and Control of an Anthropomorphic Robotic Finger with Multi-point Tactile Sensation

The goal of this research is to develop the prototype of a tactile sensing platform for anthropomorphic manipulation research. We investigate this problem through the fabrication and simple control of a planar 2-DOF robotic finger inspired by anatomic consistency, self-containment, and adaptability. The robot is equipped with a tactile sensor array based on optical transducer technology whereby localized changes in light intensity within an illuminated foam substrate correspond to the distribution and magnitude of forces applied to the sensor surface plane. The integration of tactile perception is a key component in realizing robotic systems which organically interact with the world. Such natural behavior is characterized by compliant performance that can initiate internal, and respond to external, force application in a dynamic environment. However, most of the current manipulators that support some form of haptic feedback either solely derive proprioceptive sensation or only limit tactile sensors to the mechanical fingertips. These constraints are due to the technological challenges involved in high resolution, multi-point tactile perception. In this work, however, we take the opposite approach, emphasizing the role of full-finger tactile feedback in the refinement of manual capabilities. To this end, we propose and implement a control framework for sensorimotor coordination analogous to infant-level grasping and fixturing reflexes. This thesis details the mechanisms used to achieve these sensory, actuation, and control objectives, along with the design philosophies and biological influences behind them. The results of behavioral experiments with a simple tactilely-modulated control scheme are also described. The hope is to integrate the modular finger into an %engineered analog of the human hand with a complete haptic system.

Predicate Dispatching in the Common Lisp Object System

I have added support for predicate dispatching, a powerful generalization of other dispatching mechanisms, to the Common Lisp Object System (CLOS). To demonstrate its utility, I used predicate dispatching to enhance Weyl, a computer algebra system which doubles as a CLOS library. My result is Dispatching-Enhanced Weyl (DEW), a computer algebra system that I have demonstrated to be well suited for both users and programmers.

Object Recognition with Pictorial Structures

This thesis presents a statistical framework for object recognition. The framework is motivated by the pictorial structure models introduced by Fischler and Elschlager nearly 30 years ago. The basic idea is to model an object by a collection of parts arranged in a deformable configuration. The appearance of each part is modeled separately, and the deformable configuration is represented by spring-like connections between pairs of parts. These models allow for qualitative descriptions of visual appearance, and are suitable for generic recognition problems. The problem of detecting an object in an image and the problem of learning an object model using training examples are naturally formulated under a statistical approach. We present efficient algorithms to solve these problems in our framework. We demonstrate our techniques by training models to represent faces and human bodies. The models are then used to locate the corresponding objects in novel images.

Feature Point Detection and Curve Approximation for Early Processing of Freehand Sketches

Freehand sketching is both a natural and crucial part of design, yet is unsupported by current design automation software. We are working to combine the flexibility and ease of use of paper and pencil with the processing power of a computer to produce a design environment that feels as natural as paper, yet is considerably smarter. One of the most basic steps in accomplishing this is converting the original digitized pen strokes in the sketch into the intended geometric objects using feature point detection and approximation. We demonstrate how multiple sources of information can be combined for feature detection in strokes and apply this technique using two approaches to signal processing, one using simple average based thresholding and a second using scale space.

Rotation Invariant Real-time Face Detection and Recognition System

In this report, a face recognition system that is capable of detecting and recognizing frontal and rotated faces was developed. Two face recognition methods focusing on the aspect of pose invariance are presented and evaluated - the whole face approach and the component-based approach. The main challenge of this project is to develop a system that is able to identify faces under different viewing angles in realtime. The development of such a system will enhance the capability and robustness of current face recognition technology. The whole-face approach recognizes faces by classifying a single feature vector consisting of the gray values of the whole face image. The component-based approach first locates the facial components and extracts them. These components are normalized and combined into a single feature vector for classification. The Support Vector Machine (SVM) is used as the classifier for both approaches. Extensive tests with respect to the robustness against pose changes are performed on a database that includes faces rotated up to about 40 degrees in depth. The component-based approach clearly outperforms the whole-face approach on all tests. Although this approach isproven to be more reliable, it is still too slow for real-time applications. That is the reason why a real-time face recognition system using the whole-face approach is implemented to recognize people in color video sequences.

Building the 21st Century Aerospace Workforce

Begin with a call to action. Present evidence on the dimensions of an employment crisis in the Aerospace Industry. Understand the links to issues of instability and lean. Focus dialogue on high leverage, mutual gains options for all stakeholders in the industry. Identify specific next steps. Under the auspices of LAI. In other forums as appropriate.

Análisis de la política exterior rusa frente a Abjasia en el período 2000-2008

El objetivo de la presente monografía de grado es analizar la relación entre la identidad dentro de Rusia y la política exterior de dicho Estado hacia la región de Abjasia. Se analiza y explica la manera en que los referentes identitarios dentro de Rusia en el periodo 2000-2008 influyen en las decisiones de política exterior que Rusia tomó hacia Abjasia en el campo militar y político. Se efectúa una revisión de textos (transcripciones de intervenciones y textos escritos) del Presidente y Primer Ministro de la Federación Rusa entre 2000 y 2008 para encontrar los referentes identitarios que determinan el comportamiento de Rusia hacia otros Estados y la forma en que influenciaron sus acciones con respecto a Abjasia.

Aproximación al estudio de la didáctica de la ortografía : descripción y análisis cacográfico del alumnado de 5º de E.G.B. en Gran Canaria.

Estudiar el análisis de las faltas ortográficas cometidas por los discentes de Gran Canaria. Extracción de los vocablos que encierran mayor dificultad para su correcta escritura. Determinar los tipos de errores ortográficos que el alumnado de Gran Canaria comete con mayor frecuencia. Observación de algunos de los aspectos que de forma indirecta pueden influir en el nivel ortográfico del escolar. Para ello examinar la relación existente entre el número de errores cometidos en los diferentes temas de redacción y las variables sexo, edad, localidad, tipo de enseñanza y profesión del progenitor. Se trabaja a través de un muestreo constituido por 1700 redacciones, realizadas por los alumnos que en los años escolar 1982-83 cursaban quito de Educación General Básica en centros escolares de la isla de Gran Canaria. Se visitan un total de 33 centros de enseñanza situados en los diversos municipios que constituyen la isla. La corrección de las redacciones y la evaluación posterior de los resultados obtenidos, permite la configuración de varios listados: de cacografías, de tipos de errores ortográficos y de vocablos que presentan dificultades ortográficas. Así mismo, se observa la influencia que las variables localidad, sexo, tipo de enseñanza, edad y estatus socioeconómico de la familia, pueden tener en el rendimiento ortográfico del alumnado. Para la realización de la prueba se diseño una plantilla que estuviera encabezada por los datos personales del alumno: nombre, edad, centro en el que cursaba sus estudios, localidad y profesión del padre. Esto permite dilucitar el ambiente en que cada escolar desarrollaba su actividad, con el fin de observar las posibles relaciones establecidas entre el medio y las cacografías que presentara. Se comprueba que las cacografías más usuales entre los alumnos de Gran Canaria, son las relativas a la acentuación de las palabras, tendiendo a omitir el acento más que a utilizarlo incorrectamente, y las de transformación de letras, entre las que se destacan los errores que se han considerado de origen fonético. Los vocablos que se constatan con mayor índice de error son: también y más. Los cuales encabezan los listados de cacografías y de vocablos más significativos. Desde el punto de vista gramatical, se observa que donde más errores comenten los escolares es en los sustantivos y en los verbos, hecho que se justifica ante la usualidad lingüística de los mismos. Es evidente la influencia que el sector de población, tipo de enseñanza y sexo ejercen en el alumnado condicionando su aprendizaje ortográfico. Así, muestran mejor rendimiento en esta disciplina las alumnas del sector urbano que efectúan sus estudios en centros de enseñanza privada, mientras que el peor nivel ortográfico se halla entre los varones del sector turístico que asisten a colegios públicos. El rendimiento ortográfico, es respectivamente, directa e inversamente proporcional al estrato socio-económico del alumno y a su edad. La cantidad de incorrecciones puede estar en función del tema de la composición y de la influencia emocional que éste suscite en el escolar. No se observa en el estudio mejor rendimiento ortográfico en los temas que se encuentran incluidos en las áreas de aprendizaje.

Aplicación didáctica de las TICs en el marco de la reforma educativa chilena : impacto en la calidad de la educación, en enseñanza secundaria.

Se revisa la experiencia de la aplicación de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) en aula en el contexto de la reforma educativa chilena tanto a nivel de política institucional como implementación tecnológica, capacitación docente y experiencias didácticas, aula de integración y apropiación de las TIC, y su relación con los resultados de la última medición SIMCE, tras quince años de currículo reformado. Se ha estudiado de forma teórica, y se hace un recorrido histórico y teórico por los diferentes temas a tratar. No existe ninguna parte empírica. Se estructura en cuatro capítulos y dentro de ellos existen varios puntos: el primer capítulo, trata sobre la dimensión didáctica de las TIC en el nuevo contexto social, educativo y mediático. El segundo capítulo, sobre la integración de las TIC dentro del currículum. El tercer capítulo, sobre la reforma educativa en Chile, y por último, el cuarto capítulo, se basa en el impacto de las TIC en la enseñanza secundaria en Chile. En la primera decada del siglo XXI en Chile pese a los enormes esfuerzos gubernamentales en el área de la educación específicamente en lo que respecta al uso de las TIC en el aula, la deficiente utilización didáctica de éstas no ha tenido un impacto significativo en las mediciones estándares de calidad. Las TIC no se han incorporado sustantivamente a los procesos de enseñanza, los docentes las emplean como complemento pero no forman parte del eje estratégico de su docencia, y si bien el acceso computacional se ha generalizado en la población, su uso más frecuente no es para fines pedagógicos. En un plano educativo estricto, las TIC han mostrado las mismas fortalezas y debilidades genéricas que la literatura consignaba. Por tanto, los procesos de capacitación diseñados para su apropiación no han permitido reducir las trabas detectadas previamente, lo que insta a revisar estas materias y a proponer correcciones relevantes pues en caso contrario la inversión realizada corre el riesgo de tener una rentabilidad negativa, sea por uso inadecuado, por desuso o por rápida obsolescencia, producidos por su escasa apropiación. Los nodos de conflicto en el no éxito de los programas de mejoramiento docente y su aplicación didáctica en aula, constituyen la poca participación del profesorado en dichos programas provocado por desmotivaciones de carácter profesional por el no reconocimiento de la labor, alto esfuerzo de trabajo en condiciones difíciles y por las bajas remuneraciones del sector.

Proyecto de radio educativa infantil para la Región Metropolitana, Chile.

Conseguir que un conjunto de educandos se sientan con la capacidad de crear y elaborar sus propios razonamientos, en relación a los diferentes temas que se tratarán en los programas aumentando su capacidad crítica respecto a las cosas. Conseguir que el niño aprenda parte de la historia de su país, sobre su país, que interactúe con el medio (radio), que conozca de sus derechos y obligaciones, que comprenda y ponga en práctica los valores transversales, que participe en las actividades elaboradas en conjunto por el programa y profesionales de la educación, y que trabaje, junto a la familia y escuela, los contenidos del programa. Se ha realizado un proyecto de programa educativo, en conjunto con cuatro colegios de la región metropolitana y el Ministerio de Educación, para niños chilenos que comprenda entre 10 y 13 años de edad. La primera parte del trabajo es teórica, y trata de introducir al lector en el tema de los medios de comunicación y más concretamente la radio. La segunda parte desarrolla el proyecto antes mencionado sobre la radio educativa que ponga énfasis en la historia del país y en la geografía de éste. Al mismo tiempo que se habla de los valores trascendentales que se deben incorporar en los educandos para poder tener un país con mayor calidad de futuro. Se utilizaran espacios en las radios comunitarias de las comunas aludidas, además se cuenta con suplementos escritos que son entregados por el Ministerio de Educación a los colegios seleccionados. Se hace porque es necesario conocer el pasado para hacer frente al presente. Porque los educandos tienen un rechazo respecto a la historia de Chile. El proyecto, se centra en cuatro comunas de Santiago, región Metropolitana, capital de Chile, dos de las cuales cuentan con el programa y el material de apoyo y dos que sirven de referencia para la comparación y posterior evaluación. El programa se comienza a partir del año 2008 y se realiza durante el desarrollo de la época escolar. Los destinatarios son niños que cursan la segunda etapa de la educación básica en Chile, con un rango de edad entre los 10 y 13 años. Se elige este rango de edad, ya que los niños se encuentran en condiciones claras de diferenciar la realidad de la ficción, comienzan a interesarse por trabajar en grupo e interactúan de mejor forma con otros medios que no sean la escuela y familia. Chile es un país importante en la región, en muchos aspectos podría decirse que está evolucionando y que avanza rápidamente hacia el desarrollo. Las nuevas tecnologías están siendo incorporadas y los procesos sociales, económicos y de enseñanza sin duda que han prosperado. Sin embargo, es un país que aún vive bajo la sombra de los países del primer mundo, sobre todo de Estados Unidos. Es así, como la copia de los sistemas políticos, económicos, sociales, y educativos se han implementado y cimentados con la fuerza en el país. La necesidad de avanzar, consiste también, en la necesidad de crear y de apostar por cosas, proyectos e ideas propias que ayuden a estimular el progreso. Se espera entregar un programa que ayude a los niños a aprender, entreteniéndose y participando individual y colectivamente, además de situar nuevamente la radio como un medio alternativo para la educación infantil. Se considera indispensable rescatar la potencialidad de los medios de comunicación en la labor educativa, esta vez, la radio será la herramienta que ayude a colaborar con el proceso de enseñanza-aprendizaje de los niños.

Identificaci??n y desarrollo de valores en estudiantes universitarios

Resumen basado en el de la publicaci??n.

Implicit memory: intention and awareness revisited

One of the major developments in memory research in the past decade or so has been a growing interest in implicit memory – task performance that is not accompanied by conscious or intentional recollection. In this article, we examine evidence for perceptual and conceptual implicit memory, using the accepted definitions, and suggest that there is in fact a lack of strong evidence for implicit memory in normal subjects. If more convincing evidence cannot be obtained, one solution might be to modify the current terminology. We suggest that the term implicit memory might have outgrown its usefulness as an overall descriptor.

The role of lateral ocean physics in the upper ocean thermal balance of a coupled ocean-atmosphere GCM

The sensitivity of the upper ocean thermal balance of an ocean-atmosphere coupled GCM to lateral ocean physics is assessed. Three 40-year simulations are performed using horizontal mixing, isopycnal mixing, and isopycnal mixing plus eddy induced advection. The thermal adjustment of the coupled system is quite different between the simulations, confirming the major role of ocean mixing on the heat balance of climate. The initial adjustment phase of the upper ocean (SST) is used to diagnose the physical mechanisms involved in each parametrisation. When the lateral ocean physics is modified, significant changes of SST are seen, mainly in the southern ocean. A heat budget of the annual mixed layer (defined as the “bowl”) shows that these changes are due to a modified heat transfer between the bowl and the ocean interior. This modified heat intake of the ocean interior is directly due to the modified lateral ocean physics. In isopycnal diffusion, this heat exchange, especially marked at mid-latitudes, is both due to an increased effective surface of diffusion and to the sign of the isopycnal gradients of temperature at the base of the bowl. As this gradient is proportional to the isopycnal gradient of salinity, this confirms the strong role of salinity in the thermal balance of the coupled system. The eddy induced advection also leads to increased exchanges between the bowl and the ocean interior. This is both due to the shape of the bowl and again to the existence of a salinity structure. The lateral ocean physics is shown to be a significant contributor to the exchanges between the diabatic and the adiabatic parts of the ocean.

Constraining a North Atlantic Ocean general circulation model with chlorofluorocarbon observations

Measurements of anthropogenic tracers such as chlorofluorocarbons and tritium must be quantitatively combined with ocean general circulation models as a component of systematic model development. The authors have developed and tested an inverse method, using a Green's function, to constrain general circulation models with transient tracer data. Using this method chlorofluorocarbon-11 and -12 (CFC-11 and -12) observations are combined with a North Atlantic configuration of the Miami Isopycnic Coordinate Ocean Model with 4/3 degrees resolution. Systematic differences can be seen between the observed CFC concentrations and prior CFC fields simulated by the model. These differences are reduced by the inversion, which determines the optimal gas transfer across the air-sea interface, accounting for uncertainties in the tracer observations. After including the effects of unresolved variability in the CFC fields, the model is found to be inconsistent with the observations because the model/data misfit slightly exceeds the error estimates. By excluding observations in waters ventilated north of the Greenland-Scotland ridge (sigma (0) < 27.82 kg m(-3); shallower than about 2000 m), the fit is improved, indicating that the Nordic overflows are poorly represented in the model. Some systematic differences in the model/data residuals remain and are related, in part, to excessively deep model ventilation near Rockall and deficient ventilation in the main thermocline of the eastern subtropical gyre. Nevertheless, there do not appear to be gross errors in the basin-scale model circulation. Analysis of the CFC inventory using the constrained model suggests that the North Atlantic Ocean shallower than about 2000 m was near 20% saturated in the mid-1990s. Overall, this basin is a sink to 22% of the total atmosphere-to-ocean CFC-11 flux-twice the global average value. The average water mass formation rates over the CFC transient are 7.0 and 6.0 Sv (Sv = 10(6) m(3) s(-1)) for subtropical mode water and subpolar mode water, respectively.

Synchronisation error resistant multiuser detection for asynchronous CDMA

Linear CDMA detectors have emerged as a promising solution to multiple access interference (MAI) suppression. Unfortunately, most existing linear detectors suffer from high sensitivity to synchronisation errors (also termed parameter estimation error), and synchronisation error resistant detectors have so far not been as widely investigated as they should have. This paper extends the minimum variance distortionless response (MVDR) detector, proposed previously by this author (Zheng 2000) for synchronous systems, to asynchronous systems. It has been shown that the MVDR structure is equally effective for asynchronous systems, especially for the weaker users.