Reconocimiento de una plataforma para aterrizaje de UAV mediante procesamiento de imágenes

En el año 2016 se vendieron en EE.UU más de un millón de Unmanned Aerial Vehicles (UAVs, Vehículos aéreos no tripulados), casi el doble que el año anterior, país del que se dispone de información. Para el año 2020 se estima que este mercado alcance los 5.600 millones de dólares en todo el mundo, creciendo a un ritmo del 30% anual. Este crecimiento demuestra que existe un mercado en expansión con muchas y diversas oportunidades de investigación. El rango de aplicaciones en los que se utiliza este tipo de vehículos es innumerable. Desde finales del s.XX, los UAVs han estado presentes en multitud de aplicaciones, principalmente en misiones de reconocimiento. Su principal ventaja radica en que pueden ser utilizados en situaciones de alto riesgo sin suponer una amenaza para ningún tripulante. En los últimos años, la fabricación de vehículos asequibles económicamente ha permitido que su uso se extienda a otros sectores. A día de hoy uno de los campos en los que ha adquirido gran relevancia es en agricultura, contribuyendo a la automatización y monitorización de cultivos, pero también se ha extendido su uso a diferentes sistemas, tales como seguridad, cartografía o monitorización, entre otros [1]. Es en esta situación en la que se propone el proyecto SALACOM [2], que explora la posibilidad de utilizar esta tecnología en sistemas de repuesta rápida para la detección y contención de vertidos contaminantes en entornos acuáticos con el apoyo de vehículos autónomos marinos de superficie (USV, Unmanned Surface Vehicles). En el mencionado proyecto se pretende utilizar sistemas UAVs para detectar y analizar las zonas de vertido y proveer la información respecto a la localización y las técnicas de contención adecuadas a los sistemas USV. Una vez se haya realizado el análisis de la situación del vertido, los USV trabajarían conjuntamente con los UAVs para desplegar las barreras de protección seleccionadas en la zona afectada. Para esto, los UAVs o drones, términos similares en lo que respecta a este proyecto y que a lo largo de esta memoria se usarán indistintamente, deben ser capaces de despegar desde los USV y volver a aterrizar sobre ellos una vez realizada su labor. El proyecto que se describe en la presente memoria se centra en la fase de aterrizaje y, más concretamente, en la detección de la plataforma seleccionada como plantilla mediante técnicas de tratamiento de imágenes. Esto serviría como sistema de apoyo para guiar el dron hacia la plataforma para que pueda realizar el descenso correctamente y finalizar así su misión o bien para realizar operaciones de recarga de la batería. El dron está equipado con la correspondiente cámara de visión a bordo, con la que obtiene las imágenes, las procesa e identifica la plataforma para dirigirse hacia ella, si bien, dado que el sistema de procesamiento de imágenes no se encuentra totalmente operativo, este trabajo se centra en el desarrollo de una aplicación software independiente del sistema de visión a bordo del dron, basada en el desarrollo de técnicas de reconocimiento de la plataforma. La plataforma a utilizar proviene de una patente [3], consistente en una figura geométrica con formas características, de muy difícil aparición en entornos de exterior. La figura pintada en negro se halla impresa sobre un panel de fondo blanco de 1m × 1m de superficie. En este trabajo se han explorado diversas opciones disponibles para realizar la identificación de las regiones de interés. El principal objetivo es realizar la selección de una tecnología que pueda cumplir potencialmente con los criterios necesarios para llevar a cabo la tarea y seleccionar los métodos de detección adecuados para realizar la identificación de la figura contenida en la plataforma. Se ha pretendido utilizar tecnologías de fácil uso, amplío soporte y, cuando ha sido posible, de código libre. Todo ello integrado en una aplicación informática, que es la que se presenta en el presente trabajo.

Asistente para composición de música minimalista

Podemos definir como música minimalista toda aquella música que es creada a partir de recursos limitados. Algunas de las características más comunes de esta corriente son el uso de armonías o ritmos constantes, reiteración de frases y utilización de transformaciones lentas. La sencillez que caracteriza a este tipo de música nos permite analizar algunas de estas características computacionalmente. Entre ellas, podemos destacar la utilización de breves figuras melódicas, a las que llamaremos motivos, y el uso de variaciones musicales sobre estos. Con el fin de analizar estas características, se ha desarrollado un asistente de composición musical con el que, a partir de uno o varios motivos, el usuario podrá crear composiciones musicales de carácter minimalista utilizando variaciones automatizadas. El asistente cuenta con una interfaz que permite gestionar los motivos con facilidad, mostrar su partitura, reproducirlos, aplicar variaciones sobre ellos y editarlos de forma manual. Para la parte musical de la aplicación se ha utilizado notación ABC, una notación musical estandarizada muy completa que permite leer y editar música con facilidad.

Del videojuego a la realidad : sistema interactivo para la seguridad vial

El vertiginoso crecimiento de los centros urbanos, las tecnologías emergentes y la demanda de nuevos servicios por parte de la población plantea encaminar esfuerzos hacia el desarrollo de las ciudades inteligentes. Éste concepto ha tomado fuerza entre los sectores político, económico, social, académico, ambiental y civil; de forma paralela, se han generado iniciativas que conducen hacia la integración de la infraestructura, la tecnología y los servicios para los ciudadanos. En éste contexto, una de las problemáticas con mayor impacto en la sociedad es la seguridad vial. Es necesario contar con mecanismos que disminuyan la accidentalidad, mejoren la atención a incidentes, optimicen la movilidad urbana y planeación municipal, ayuden a reducir el consumo de combustible y la emisión de gases de efecto de invernadero, así como ofrecer información dinámica y efectiva a los viajeros. En este artículo se describen dos (2) enfoques que contribuyen de manera eficiente dicho problema: los videojuegos como juegos serios y los sistemas de transporte inteligente. Ambos enfoques están encaminados a evitar colisiones y su diseño e implementación requieren componentes altamente tecnológicos (e.g. sistemas telemáticos e informáticos, inteligencia artificial, procesamiento de imágenes y modelado 3D).

Avoiding staff removal stage in optical music recognition: application to scores written in white mensural notation

Staff detection and removal is one of the most important issues in optical music recognition (OMR) tasks since common approaches for symbol detection and classification are based on this process. Due to its complexity, staff detection and removal is often inaccurate, leading to a great number of errors in posterior stages. For this reason, a new approach that avoids this stage is proposed in this paper, which is expected to overcome these drawbacks. Our approach is put into practice in a case of study focused on scores written in white mensural notation. Symbol detection is performed by using the vertical projection of the staves. The cross-correlation operator for template matching is used at the classification stage. The goodness of our proposal is shown in an experiment in which our proposal attains an extraction rate of 96 % and a classification rate of 92 %, on average. The results found have reinforced the idea of pursuing a new research line in OMR systems without the need of the removal of staff lines.

SARASOM: a supervised architecture based on the recurrent associative SOM

We present and evaluate a novel supervised recurrent neural network architecture, the SARASOM, based on the associative self-organizing map. The performance of the SARASOM is evaluated and compared with the Elman network as well as with a hidden Markov model (HMM) in a number of prediction tasks using sequences of letters, including some experiments with a reduced lexicon of 15 words. The results were very encouraging with the SARASOM learning better and performing with better accuracy than both the Elman network and the HMM.

Where Are We After Five Editions?: Robot Vision Challenge, a Competition that Evaluates Solutions for the Visual Place Classification Problem

This article describes the Robot Vision challenge, a competition that evaluates solutions for the visual place classification problem. Since its origin, this challenge has been proposed as a common benchmark where worldwide proposals are measured using a common overall score. Each new edition of the competition introduced novelties, both for the type of input data and subobjectives of the challenge. All the techniques used by the participants have been gathered up and published to make it accessible for future developments. The legacy of the Robot Vision challenge includes data sets, benchmarking techniques, and a wide experience in the place classification research that is reflected in this article.

ViDRILO: The Visual and Depth Robot Indoor Localization with Objects information dataset

In this article we describe a semantic localization dataset for indoor environments named ViDRILO. The dataset provides five sequences of frames acquired with a mobile robot in two similar office buildings under different lighting conditions. Each frame consists of a point cloud representation of the scene and a perspective image. The frames in the dataset are annotated with the semantic category of the scene, but also with the presence or absence of a list of predefined objects appearing in the scene. In addition to the frames and annotations, the dataset is distributed with a set of tools for its use in both place classification and object recognition tasks. The large number of labeled frames in conjunction with the annotation scheme make this dataset different from existing ones. The ViDRILO dataset is released for use as a benchmark for different problems such as multimodal place classification and object recognition, 3D reconstruction or point cloud data compression.

Un modelo computacional para representar videojuegos multijugador de detectives e implementar el comportamiento de participantes automáticos

En la actualidad, los videojuegos no llegan a alcanzar el nivel de realismo esperado debido, entre otros factores, al trato que se hace del conocimiento de sus personajes. En muchas ocasiones estos personajes no son capaces de actualizar su conocimiento acerca de lo ocurrido convenientemente, dando lugar a situaciones extrañas. Este trabajo aborda el problema de la gestión de conocimiento, el razonamiento y la comunicación entre personajes de videojuego controlados por computador, algo que la industria del entretenimiento interactivo está muy interesada en conseguir para aumentar la jugabilidad y la credibilidad de sus obras. Para explorar las posibilidades de construir personajes con una inteligencia artificial capaz de extraer conocimiento sobre lo que perciben en su entorno, y propagarlo a otros de manera realista, imperfecta o incluso malintencionada, se propone un escenario ficticio propio de un videojuegos multijugador de detectives, donde además de participantes humanos, vamos a explorar la posibilidad de implementar participantes automáticos. El escenario, de temática fantástica y humor, consiste básicamente en un laberinto de un laboratorio donde un grupo de ratones pueden moverse y realizar acciones por la noche. A la mañana siguiente el científico del laboratorio inspeccionará el estado del laberinto e intentará averiguar ratones han causado desperfectos para castigarlos. En este trabajo explicamos el proceso llevado a cabo para modelar este juego y representar computacionalmente el conocimiento y los pasos de razonamiento que deben dar los participantes para jugar de forma plausible al mismo. Con este modelo sentamos las bases de un armazón que permita explorar diferentes estrategias de resolución de problemas ante toda una familia de escenarios posibles donde hay personajes que intercambian información tratando de maximizar su puntuación en el juego. Finalmente se ofrece una solución al problema con ratones que son conscientes de las acciones que pueden acarrear consecuencias que han realizado y por lo tanto mienten en sus declaraciones para evitar ser castigados. Los ratones inocentes pretenden sacar a la luz la verdad. El científico sigue un método de investigación que le lleva a dar con un ratón sospechoso.

Generación de historias centradas en los personajes mediante simulaciones

La Generación automática de historias es un camino que empezó a recorrerse a principios de los años 70. El objetivo de este campo es el de dotar de una cualidad humana, la creatividad, a una inteligencia artificial con el fin de que sea capaz de reproducir esta capacidad y demostrar que es competente para narrar una historia. Si bien es cierto que es un campo sobre el que ya se ha trabajado y debatido en innumerables ocasiones, es igual de cierto que las soluciones dadas no cubren el problema en su totalidad. Intentando aportar un granito de arena a esta investigación, este proyecto trata de crear historias a través de personajes independientes e imprevisibles capaces de controlar de manera autónoma y personal sus propias decisiones con el fin de crear historias variadas dentro de un mismo entorno. Para cumplir este propósito existe un campo concreto que es la Generación de historias a través de Agentes Inteligentes. Estos Agentes representan entidades software con una inteligencia artificial avanzada que les permite percibir su entorno e interactuar con él, comunicándose con otros Agentes mientras tratan de cumplir objetivos específicos que se les presentarán a lo largo de la historia, los cuales provocarán que surjan conflictos de interés entre los distintos Agentes que se resolverán mediante simulaciones, donde se deciden los resultados de estos conflictos que al narrarse generan la historia. Para poder producir esta idea, se desarrolla una aplicación en Java que mediante un sistema de Agentes Inteligentes consigue a través de la planificación de distintos objetivos crear por medio de simulaciones un número relevante de historias variadas. Para ello, se necesitará de la plataforma JADE, que permite interactuar con los agentes, un planificador externo y un simulador capaz de realizar las susodichas simulaciones. Siguiendo este proceso, ya explorado en anteriores investigaciones de esta facultad, se propone un sistema de generación de historias variadas capaz de trabajar con un número mayor de Agentes, así como de generar personajes más profundos y un entorno con mayor complejidad. A través de este sistema se pretende que las historias se produzcan en mundos variados, con numerosos personajes capaces de actuar de manera distinta en cada simulación. Estos personajes contarán con sus propias normas así como sus rasgos y características que los definirán como únicos, serán capaces de interactuar con objetos y tendrán un sistema más variado de generación de frases para reflejarse en la narración, favoreciendo enormemente la diversidad a la hora de generar historias. A continuación, se exponen las pruebas realizadas y las soluciones obtenidas en el desarrollo de la aplicación y se explica el plan de trabajo, documentando las bases técnicas de las tecnologías usadas así como detallando en profundidad el trabajo realizado, con el objetivo de poder continuar este trabajo de investigación o aportar experiencia para futuras investigaciones relacionadas con el tema.

Hacia la generación automática de mecánicas de juego: un editor de reglas para Eryna

Este artículo es parte de un trabajo emergente dirigido a la creación automática de juegos de estrategia en tiempo real (RTS), lo cual incluye la generación de contenido, la creación de la inteligencia artificial del juego (es decir, de los jugadores virtuales) y de la propia mecánica del mismo. En este artículo se describe un editor que consta de múltiples parámetros que pueden configurarse para activar o desactivar decenas de reglas que pueden cambiar la mecánica de un juego RTS. El trabajo aquí descrito se realiza en el contexto del juego Eryna, una plataforma de experimentación implementada en la Universidad de Málaga. El editor de reglas es una herramienta que será usada en el futuro para permitir la evolución automática de las reglas de este videojuego y la creación de distintas mecánicas para el mismo. Lo que presentamos aquí debe ser evaluado como un trabajo emergente en el cual estamos trabajando.

From client's dreams to achievable projects: An expert system for determining web site feasibility

This paper presents a web based expert system application that carries out an initial assessment of the feasibility of a web project. The system allows detection of inconsistency problems before design starts, and suggests correcting actions to solve them. The developed system presents important advantages not only for determining the feasibility of a web project but also by acting as a means of communication between the client company and the web development team, making the requirements specification clearer.

Aplicaciones de los modelos de predicción bio-inspirados en la administración

Las organizaciones y sus entornos son sistemas complejos. Tales sistemas son difíciles de comprender y predecir. Pese a ello, la predicción es una tarea fundamental para la gestión empresarial y para la toma de decisiones que implica siempre un riesgo. Los métodos clásicos de predicción (entre los cuales están: la regresión lineal, la Autoregresive Moving Average y el exponential smoothing) establecen supuestos como la linealidad, la estabilidad para ser matemática y computacionalmente tratables. Por diferentes medios, sin embargo, se han demostrado las limitaciones de tales métodos. Pues bien, en las últimas décadas nuevos métodos de predicción han surgido con el fin de abarcar la complejidad de los sistemas organizacionales y sus entornos, antes que evitarla. Entre ellos, los más promisorios son los métodos de predicción bio-inspirados (ej. redes neuronales, algoritmos genéticos /evolutivos y sistemas inmunes artificiales). Este artículo pretende establecer un estado situacional de las aplicaciones actuales y potenciales de los métodos bio-inspirados de predicción en la administración.

Projecte "Aca" : TFC Treball Fi de Carrera (Magatzem de dades)

Construcció i explotació d'un magatzem de dades d'informació cinematogràfica.

Manipulador robótico con visión artificial

En los tiempos que corren la robótica forma uno de los pilares más importantes en la industria y una gran noticia para los ingenieros es la referente a las ventas de estos, ya que en 2013, unos 179.000 robots industriales se vendieron en todo el mundo, de nuevo un máximo histórico y un 12% más que en 2012 según datos de la IFR (International Federation of Robotics). Junto a esta noticia, la robótica colaborativa entra en juego en el momento que los robots y los seres humanos deben compartir el lugar de trabajo sin que nos veamos excluidos por las maquinas, por lo tanto lo que se intenta es que los robots mejoren la calidad del trabajo al hacerse cargo de los trabajos peligrosos, tediosos y sucios que no son posibles o seguros para los seres humanos. Otro concepto muy importante y directamente relacionado con lo anterior que está muy en boga y se escucha desde hace relativamente poco tiempo es el de la fabrica del futuro o “Factory Of The Future” la cual intenta que los operarios y los robots encuentren la sintonía en el entorno laboral y que los robots se consideren como maquinaria colaborativa y no como sustitutiva, considerándose como uno de los grandes nichos productivos en plena expansión. Dejando a un lado estos conceptos técnicos que nunca debemos olvidar si nuestra carrera profesional va enfocada en este ámbito industrial, el tema central de este proyecto está basado, como no podía ser de otro modo, en la robótica, que junto con la visión artificial, el resultado de esta fusión, ha dado un manipulador robótico al que se le ha dotado de cierta “inteligencia”. Se ha planteado un sencillo pero posible proceso de producción el cual es capaz de almacenar piezas de diferente forma y color de una forma autónoma solamente guiado por la imagen capturada con una webcam integrada en el equipo. El sistema consiste en una estructura soporte delimitada por una zona de trabajo en la cual se superponen unas piezas diseñadas al efecto las cuales deben ser almacenadas en su lugar correspondiente por el manipulador robótico. Dicho manipulador de cinemática paralela está basado en la tecnología de cables, comandado por cuatro motores que le dan tres grados de libertad (±X, ±Y, ±Z) donde el efector se encuentra suspendido sobre la zona de trabajo moviéndose de forma que es capaz de identificar las características de las piezas en situación, color y forma para ser almacenadas de una forma ordenada según unas premisas iníciales.

Escalada deportiva en mini muro artificial : Estudio comparativo en la formación del Profesorado en Educación Física CRUB-UNCO

Para analizar el proceso de aprendizaje de los estudiantes en escalada se diseñó una práctica de escalada en muro (sistema abierto estilo americano) a través de un estudio comparativo entre estudiantes de dos asignaturas correlativas (Deportes Regionales Estivales 1 y 2). El objetivo es conocer la forma de resolución de problemas corporales y motrices en la escalada en el marco del mini muro como dispositivo de enseñanza. Se realizó a mitad del año académico en cada asignatura y para ello se elaboró una planilla de cotejo para registrar y comparar los resultados alcanzados. Se realizó un procesamiento cuantitativo sobre la cantidad de problemas resueltos por grupo. Se trabajó con enfoque cuali-cuantitativo para analizar las formas de resolución de los problemas motrices de los estudiantes. Se observa que los estudiantes de DRE 2 resuelven mayor cantidad de problemas en el muro que los estudiantes de DRE 1. La hipótesis que se sostiene tiene que ver con que los estudiantes más avanzados disponen de una mayor experiencia traducida en inteligencia motriz o disponibilidad corporal y motriz, que los estudiantes de la asignatura previa. Esta comunicación es parte del proyecto 04-B169 "El Andinismo en la Educación Física: Seguridad, enseñanza y formación docente". CRUB-UNCo