Implementación de una Plataforma Experimental para un Sistema de Teleoperación Robótica en Tiempo Real

El desarrollo de este trabajo presenta la realización de una plataforma experimental, la cual permitirá investigar sobre una metodología para el diseño y análisis de un sistema teleoperado, considerando la dinámica no lineal del manipulador esclavo, así como el retardo en el canal de comunicación. El trabajado ha sido desarrollado entre el laboratorio de Automática y Robótica (DISAM) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y el Laboratorio de Manufactura del Centro de Tecnologías Avanzadas de Manufactura (CETAM) de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). La estructura mecánica del brazo, así como los accionamientos eléctricos ha sido implementada. Se han desarrollado pruebas experimentales del Sistema de Teleoperación. La tarjeta PC104 (embedded board) ha sido configurada y puesta a punto, ésta comanda la interface de potencia y sensores de los motores DC de cada articulación del brazo. Se ha desarrollado los drives para el manejo de los accionamientos del maestro y del esclavo: envío/recepción de datos de posición velocidad, aceleración y corriente a través de una red CAN. Así como los programas para la interconexión a través de una red LAN, del Sistema Operativo Windows y el Sistema Operativo en Tiempo Real - QNX.

Diseño de un controlador por convergencia de estado para un sistema teleoperado no lineal con retardo de comunicación

En este artículo se presenta el modelado y análisis de un sistema de teloperación bilateral no lineal de n grados de libertad controlado por convergencia de estado. Se considera que el operador humano aplica una fuerza constante sobre el manipulador local mientras realiza la tarea. Además, la interacción entre el manipulador remoto y el entorno se considera pasiva. La comunicación entre el sitio local y remoto se realiza mediante un canal de comunicación con retardo de tiempo. El análisis presentado en este artículo considerada que éste es variable. En este artículo también se demuestra la estabilidad del sistema utilizando la teoría de Lyapunov-Krasovskii demostrándose que el esquema de control por convergencia de estado para el caso con retardo de tiempo variable asegura la estabilidad del sistema de teleoperación no lineal. También se muestra experimentalmente que, para el caso de protocolos de comunicación fiables, el esquema propuesto garantiza que se logra la coordinación posición local-remoto.

State Convergence Theory Applied to a Delayed Teleoperation System

State convergence is a control strategy that was proposed in the early 2000s to ensure stability and transparency in a teleoperation system under specific control gains values. This control strategy has been implemented for a linear system with or without time delay. This paper represents the first attempt at demonstrating, theoretically and experimentantally, that this control strategy can also be applied to a nonlinear teleoperation system with n degrees of freedom and delay in the communication channel. It is assumed that the human operator applies a constant force on the local manipulator during the teleoperation. In addition, the interaction between the remote manipulator and the environment is considered passive. Communication between the local and remote sites is made by means of a communication channel with variable time delay. In this article the theory of Lyapunov-Krasovskii was used to demonstrate that the local-remote teleoperation system is asymptotically stable.

El Ochauario Sacrame[n]tal de las obras de don Alonso Giron y de Rebolledo, en alaba[n]ça de aquella ineffable marauilla dela Eucharistia por contemplacio[n] del ... señor don Iua[n] de Ribera ... en su fiesta del Año 1571 : [Texto impreso] con mas un Parodoxo... tambien una glosa de la... oracion del padre nuestro...

Sign.: A-H8

Automatic physical activity pattern recognition and meal intake modelling in type 1 diabetes for their inclusion in artificial pancreas systems

La diabetes comprende un conjunto de enfermedades metabólicas que se caracterizan por concentraciones de glucosa en sangre anormalmente altas. En el caso de la diabetes tipo 1 (T1D, por sus siglas en inglés), esta situación es debida a una ausencia total de secreción endógena de insulina, lo que impide a la mayoría de tejidos usar la glucosa. En tales circunstancias, se hace necesario el suministro exógeno de insulina para preservar la vida del paciente; no obstante, siempre con la precaución de evitar caídas agudas de la glucemia por debajo de los niveles recomendados de seguridad. Además de la administración de insulina, las ingestas y la actividad física son factores fundamentales que influyen en la homeostasis de la glucosa. En consecuencia, una gestión apropiada de la T1D debería incorporar estos dos fenómenos fisiológicos, en base a una identificación y un modelado apropiado de los mismos y de sus sorrespondientes efectos en el balance glucosa-insulina. En particular, los sistemas de páncreas artificial –ideados para llevar a cabo un control automático de los niveles de glucemia del paciente– podrían beneficiarse de la integración de esta clase de información. La primera parte de esta tesis doctoral cubre la caracterización del efecto agudo de la actividad física en los perfiles de glucosa. Con este objetivo se ha llevado a cabo una revisión sistemática de la literatura y meta-análisis que determinen las respuestas ante varias modalidades de ejercicio para pacientes con T1D, abordando esta caracterización mediante unas magnitudes que cuantifican las tasas de cambio en la glucemia a lo largo del tiempo. Por otro lado, una identificación fiable de los periodos con actividad física es un requisito imprescindible para poder proveer de esa información a los sistemas de páncreas artificial en condiciones libres y ambulatorias. Por esta razón, la segunda parte de esta tesis está enfocada a la propuesta y evaluación de un sistema automático diseñado para reconocer periodos de actividad física, clasificando su nivel de intensidad (ligera, moderada o vigorosa); así como, en el caso de periodos vigorosos, identificando también la modalidad de ejercicio (aeróbica, mixta o de fuerza). En este sentido, ambos aspectos tienen una influencia específica en el mecanismo metabólico que suministra la energía para llevar a cabo el ejercicio y, por tanto, en las respuestas glucémicas en T1D. En este trabajo se aplican varias combinaciones de técnicas de aprendizaje máquina y reconocimiento de patrones sobre la fusión multimodal de señales de acelerometría y ritmo cardíaco, las cuales describen tanto aspectos mecánicos del movimiento como la respuesta fisiológica del sistema cardiovascular ante el ejercicio. Después del reconocimiento de patrones se incorpora también un módulo de filtrado temporal para sacar partido a la considerable coherencia temporal presente en los datos, una redundancia que se origina en el hecho de que en la práctica, las tendencias en cuanto a actividad física suelen mantenerse estables a lo largo de cierto tiempo, sin fluctuaciones rápidas y repetitivas. El tercer bloque de esta tesis doctoral aborda el tema de las ingestas en el ámbito de la T1D. En concreto, se propone una serie de modelos compartimentales y se evalúan éstos en función de su capacidad para describir matemáticamente el efecto remoto de las concetraciones plasmáticas de insulina exógena sobre las tasas de eleiminación de la glucosa atribuible a la ingesta; un aspecto hasta ahora no incorporado en los principales modelos de paciente para T1D existentes en la literatura. Los datos aquí utilizados se obtuvieron gracias a un experimento realizado por el Institute of Metabolic Science (Universidad de Cambridge, Reino Unido) con 16 pacientes jóvenes. En el experimento, de tipo ‘clamp’ con objetivo variable, se replicaron los perfiles individuales de glucosa, según lo observado durante una visita preliminar tras la ingesta de una cena con o bien alta carga glucémica, o bien baja. Los seis modelos mecanísticos evaluados constaban de: a) submodelos de doble compartimento para las masas de trazadores de glucosa, b) un submodelo de único compartimento para reflejar el efecto remoto de la insulina, c) dos tipos de activación de este mismo efecto remoto (bien lineal, bien con un punto de corte), y d) diversas condiciones iniciales. ABSTRACT Diabetes encompasses a series of metabolic diseases characterized by abnormally high blood glucose concentrations. In the case of type 1 diabetes (T1D), this situation is caused by a total absence of endogenous insulin secretion, which impedes the use of glucose by most tissues. In these circumstances, exogenous insulin supplies are necessary to maintain patient’s life; although caution is always needed to avoid acute decays in glycaemia below safe levels. In addition to insulin administrations, meal intakes and physical activity are fundamental factors influencing glucose homoeostasis. Consequently, a successful management of T1D should incorporate these two physiological phenomena, based on an appropriate identification and modelling of these events and their corresponding effect on the glucose-insulin balance. In particular, artificial pancreas systems –designed to perform an automated control of patient’s glycaemia levels– may benefit from the integration of this type of information. The first part of this PhD thesis covers the characterization of the acute effect of physical activity on glucose profiles. With this aim, a systematic review of literature and metaanalyses are conduced to determine responses to various exercise modalities in patients with T1D, assessed via rates-of-change magnitudes to quantify temporal variations in glycaemia. On the other hand, a reliable identification of physical activity periods is an essential prerequisite to feed artificial pancreas systems with information concerning exercise in ambulatory, free-living conditions. For this reason, the second part of this thesis focuses on the proposal and evaluation of an automatic system devised to recognize physical activity, classifying its intensity level (light, moderate or vigorous) and for vigorous periods, identifying also its exercise modality (aerobic, mixed or resistance); since both aspects have a distinctive influence on the predominant metabolic pathway involved in fuelling exercise, and therefore, in the glycaemic responses in T1D. Various combinations of machine learning and pattern recognition techniques are applied on the fusion of multi-modal signal sources, namely: accelerometry and heart rate measurements, which describe both mechanical aspects of movement and the physiological response of the cardiovascular system to exercise. An additional temporal filtering module is incorporated after recognition in order to exploit the considerable temporal coherence (i.e. redundancy) present in data, which stems from the fact that in practice, physical activity trends are often maintained stable along time, instead of fluctuating rapid and repeatedly. The third block of this PhD thesis addresses meal intakes in the context of T1D. In particular, a number of compartmental models are proposed and compared in terms of their ability to describe mathematically the remote effect of exogenous plasma insulin concentrations on the disposal rates of meal-attributable glucose, an aspect which had not yet been incorporated to the prevailing T1D patient models in literature. Data were acquired in an experiment conduced at the Institute of Metabolic Science (University of Cambridge, UK) on 16 young patients. A variable-target glucose clamp replicated their individual glucose profiles, observed during a preliminary visit after ingesting either a high glycaemic-load or a low glycaemic-load evening meal. The six mechanistic models under evaluation here comprised: a) two-compartmental submodels for glucose tracer masses, b) a single-compartmental submodel for insulin’s remote effect, c) two types of activations for this remote effect (either linear or with a ‘cut-off’ point), and d) diverse forms of initial conditions.

Advanced Control Strategies for a 6 DoF Hydraulic Parallel Robot Based on the Dynamic Model

Nowadays robots have made their way into real applications that were prohibitive and unthinkable thirty years ago. This is mainly due to the increase in power computations and the evolution in the theoretical field of robotics and control. Even though there is plenty of information in the current literature on this topics, it is not easy to find clear concepts of how to proceed in order to design and implement a controller for a robot. In general, the design of a controller requires of a complete understanding and knowledge of the system to be controlled. Therefore, for advanced control techniques the systems must be first identified. Once again this particular objective is cumbersome and is never straight forward requiring of great expertise and some criteria must be adopted. On the other hand, the particular problem of designing a controller is even more complex when dealing with Parallel Manipulators (PM), since their closed-loop structures give rise to a highly nonlinear system. Under this basis the current work is developed, which intends to resume and gather all the concepts and experiences involve for the control of an Hydraulic Parallel Manipulator. The main objective of this thesis is to provide a guide remarking all the steps involve in the designing of advanced control technique for PMs. The analysis of the PM under study is minced up to the core of the mechanism: the hydraulic actuators. The actuators are modeled and experimental identified. Additionally, some consideration regarding traditional PID controllers are presented and an adaptive controller is finally implemented. From a macro perspective the kinematic and dynamic model of the PM are presented. Based on the model of the system and extending the adaptive controller of the actuator, a control strategy for the PM is developed and its performance is analyzed with simulation.

Desarrollo de una aplicación web para la gestión de restaurantes

Actualmente existen una gran cantidad de restaurantes diferentes en todo el mundo, tanto por su tipo de comida, especial de cada país o ciudad, como por la forma en que ofrecen sus servicios o por la temática que presentan al público. Cada día, millones de personas buscan el restaurante perfecto donde disfrutar de un desayuno, comida o cena, solos o en compañía de otras personas. A veces no es nada fácil encontrar sitios nuevos a los que ir, alejándonos un poco de la rutina del día a día. O simplemente queremos viajar a otra ciudad o país y no sabemos dónde podemos ir a comer, o dónde encontrar la comida típica. Por otra parte, a veces los propios restaurantes encuentran un poco difícil la tarea de darse a conocer o promocionar su comida. De este planteamiento surge la idea de realizar una aplicación web en la que los restaurantes puedan crear una cuenta y personalizarla para que ésta sea fiel a la imagen del establecimiento, y no una página más entre miles de restaurantes. Además, esta aplicación será el medio perfecto para que las personas puedan buscar ese lugar al que quieren ir a disfrutar de su comida, de una manera rápida y eficaz y todo desde una misma página web. ABSTRACT Currently, there are a huge amount of different restaurants around the world, and they are different for their type of food, which is specific of each country or city, for the way they offer their services or for the thematic they present to the customers. Every day, millions of people search for the perfect restaurant where they can enjoy their breakfast, lunch or dinner, on their own or in company of others. Sometimes it is not easy to find new places to go, getting away from the routine of the day-to-day. Or simply we want to travel to another country or city and we don’t know where we can go out for a meal, or where we can find the typical food. On the other hand, sometimes the restaurants find it hard to make themselves known or to promote their food. From this proposal appears the idea of making a web application where the restaurants could create an account and customize it so it is faithful to the image of the establishment and it is not just one more web page among miles of restaurants. In addition, this application will be the perfect way for people to search that place where they want to go to enjoy their meal, in a fast and efficient way and everything through the same web page.

Modeling and Simulation of Upper Brachial Plexus Injury

This article presents the first musculoskeletal model and simulation of upper plexus brachial injury. From this model is possible to analyse forces and movement ranges in order to develop a robotic exoskeleton to improve rehabilitation. The software that currently exists for musculoskeletal modeling is varied and most have advanced features for proper analysis and study of motion simulations. Whilst more powerful computer packages are usually expensive, there are other free and open source packages available which offer different tools to perform animations and simulations and which obtain forces and moments of inertia. Among them, Musculoskeletal Modeling Software was selected to construct a model of the upper limb, which has 7 degrees of freedom and 10 muscles. These muscles are important for two of the movements simulated in this article that are part of the post-surgery rehabilitation protocol. We performed different movement animations which are made using the inertial measurement unit to capture real data from movements made by a human being. We also performed the simulation of forces produced in elbow flexion-extension and arm abduction-adduction of a healthy subject and one with upper brachial plexus injury in a postoperative state to compare the force that is capable of being produced in both cases.

On the Velocity and Acceleration Estimation from Discrete Time-Position Sensors

In this work is addressed the topic of estimation of velocity and acceleration from digital position data. It is presented a review of several classic methods and implemented with real position data from a low cost digital sensor of a hydraulic linear actuator. The results are analyzed and compared. It is shown that static methods have a limited bandwidth application, and that the performance of some methods may be enhanced by adapting its parameters according to the current state.

A friendly online C compiler to improve programming skills based on student self-assessment

This paper presents an online C compiler designed so that students can program their practical assignments in Programming courses. What is really innovative is the self-assessment of the exercises based on black-box tests and train students’ skill to test software. Moreover, this tool lets instructors, not only proposing and classifying practical exercises, but also evaluating automatically the efforts dedicated and the results obtained by the students. The system has been applied to the 1st-year students at the Industrial Engineering specialization at the Universidad Politecnica de Madrid. Results show that the students obtained better academic performance, reducing the failure rate in the practical exam considerably with respect to previous years, in addition that an anonymous survey proved that students are satisfied with the system because they get instant feedback about their programs.

A Reinvenção do Cotidiano: Memória e história de missionários e ex-marginalizados do centro de São Paulo

Esta dissertação procura aliar os novos pressupostos teóricos e metodológicos da Nova História Cultural ao estudo da religião a partir da atuação da Comunidade Evangélica Nova Aurora. Através do discurso religioso evangélico e do oferecimento de recursos básicos, CENA tem como um de seus principais objetivos recuperar pessoas excluídas e marginalizadas que vivem em ambientes precários e principalmente nas ruas do centro velho da capital paulista. O texto reconstrói o contexto e o cotidiano do projeto, intentando captar sua história através das múltiplas percepções dos sujeitos envolvidos. Pergunta também pelos deslocamentos que ocorrem no imaginário religioso, onsiderando-se a norma institucionalizada no campo protestante. Para compor a documentação deste trabalho, nos valemos dos métodos da história oral, colhendo depoimentos dos protagonistas desta realidade e expondo uma trajetória histórica da Comunidade a partir da memória religiosa de sujeitos normalmente esquecidos como atores históricos.(AU)

A Reinvenção do Cotidiano: Memória e história de missionários e ex-marginalizados do centro de São Paulo

Esta dissertação procura aliar os novos pressupostos teóricos e metodológicos da Nova História Cultural ao estudo da religião a partir da atuação da Comunidade Evangélica Nova Aurora. Através do discurso religioso evangélico e do oferecimento de recursos básicos, CENA tem como um de seus principais objetivos recuperar pessoas excluídas e marginalizadas que vivem em ambientes precários e principalmente nas ruas do centro velho da capital paulista. O texto reconstrói o contexto e o cotidiano do projeto, intentando captar sua história através das múltiplas percepções dos sujeitos envolvidos. Pergunta também pelos deslocamentos que ocorrem no imaginário religioso, onsiderando-se a norma institucionalizada no campo protestante. Para compor a documentação deste trabalho, nos valemos dos métodos da história oral, colhendo depoimentos dos protagonistas desta realidade e expondo uma trajetória histórica da Comunidade a partir da memória religiosa de sujeitos normalmente esquecidos como atores históricos.(AU)

QUADERNA: UMA PERSONAGEM NA LITERATURA E NA TELEVISÃO

Este projeto tem como objetivo analisar a adaptação da obra de Ariano Suassuna, Romance d A Pedra do Reino e o príncipe do sangue do vai-e-volta, para a minissérie, intitulada A Pedra do Reino, dirigida por Luiz Fernando Carvalho e exibida pela Rede Globo entre os dias 12 e 16 de junho de 2007. Esta análise será realizada a partir da cena da auto-coroação da personagem Quaderna, usando a metodologia proposta por Umberto Eco em Para uma investigação semiológica sobre a mensagem televisual , artigo integrante da obra Apocalípticos e integrados, com a qual pretendemos elucidar o uso de signos na adaptação e fidelidade desta com a obra original.(AU)

QUADERNA: UMA PERSONAGEM NA LITERATURA E NA TELEVISÃO

Este projeto tem como objetivo analisar a adaptação da obra de Ariano Suassuna, Romance d A Pedra do Reino e o príncipe do sangue do vai-e-volta, para a minissérie, intitulada A Pedra do Reino, dirigida por Luiz Fernando Carvalho e exibida pela Rede Globo entre os dias 12 e 16 de junho de 2007. Esta análise será realizada a partir da cena da auto-coroação da personagem Quaderna, usando a metodologia proposta por Umberto Eco em Para uma investigação semiológica sobre a mensagem televisual , artigo integrante da obra Apocalípticos e integrados, com a qual pretendemos elucidar o uso de signos na adaptação e fidelidade desta com a obra original.(AU)

O EVANGELHO SEGUNDO DOSTOIÉVSKI UMA ABORDAGEM INTERTEXTUAL DA IMAGEM DE CRISTO NO ROMANCE O IDIOTA

No romance O Idiota, Dostoiévski cria, por meio do príncipe Míchkin, uma personagem com as características do Cristo. Sabe-se que a Bíblia, principalmente o Novo Testamento, acompanhou o escritor desde sua infância até o momento de sua morte. O primeiro capítulo, dedicado ao referencial teórico da pesquisa, lida com o universo da linguagem. Tanto o texto literário quanto a literatura bíblica procedem do mito. Neste sen-tido, religião e literatura se tocam e se aproximam. O segundo capítulo foi escrito na intenção de mostrar como o Cristo e os Evangelhos são temas, motivos e imagens recorrentes na obra de Dostoiévski. A literatura bíblica está presente, com mais ou menos intensidade, em diversas das principais obras do escritor russo e não somente em O Idiota. A hipótese de que Dostoiévski cria um Cristo e um Evangelho por meio de O Idiota é demonstrada na análise do romance, no terceiro capítulo. A tese proposta é: Dostoiévski desenvolve um evangelho literário, por meio de Míchkin, misto de um Cristo russo, ao mesmo tempo divino e humano, mas também idiota e quixotesco. Na dinâmica intertextual entre os Evangelhos bíblicos e O Idiota, entre Cristo e Míchkin, a literatura e o sagrado se revelam, como uma presença divina. Nas cenas e na estruturação do enredo que compõe o romance, Cristo se manifesta nas ações de Míchkin, na luz, na beleza, mas também na tragicidade de uma trajetória deslocada e antinômica. O amor e a compaixão ganham forma e vida na presen-ça do príncipe, vazio de si, servo de todos.