Aplicación de ROS: Sistema Operativo Robótico sobre Lego Mindstorms NXT

[ES]El objetivo de este Trabajo de Fin de Grado es estudiar el programa llamado ROS, un entorno para la programación de robots. Proporciona una serie de herramientas, librerías, drivers… que facilitan en gran medida la programación de sistemas robóticos. Para realizar este estudio se utilizará ROS para crear una aplicación para un robot LEGO Mindstorms NXT. Estos robots son pequeños y versátiles, y son adecuados para la investigación. La aplicación que se llevará a cabo será un seguidor de línea, un robot capaz de seguir una pista dibujada sobre una superficie de otro color. Para programar la aplicación, se utilizarán en la medida de lo posible las herramientas proporcionadas por ROS. De esta manera, se espera alcanzar una mayor comprensión de ROS y de su funcionamiento, con sus fortalezas y sus debilidades.

Desarrollo de una herramienta virtual destinada al diseño de una plataforma robótica reconfigurable.

[ES]Este proyecto tiene como objeto aumentar el conocimiento concerniente a mecanismos robóticos reconfigurables, así como ponerlo en práctica. Estos mecanismos pueden lograr rápidas transiciones y son capaces de adaptarse a sí mismos a muchos entornos diferentes, conduciendo a una reducción de costes y requerimientos de espacio. Para ello, se estudia el estado del arte, de manera que se pueda reunir información sobre las principales aplicaciones y oportunidades que este campo ofrece en diferentes áreas. A continuación, se requiere llevar a cabo un análisis cinemático de un robot específico, y junto a métodos de planificación de trayectorias, su implementación en un software gráfico para simular su movimiento. La herramienta de software “Matlab” va a ser la que permitirá llevar a cabo toda la programación y representación a lo largo de todo el proyecto.

[A_Llodio_Goikoetxea] Documentación geométrica de los restos de una prensa de sidra en el Caserío Goikoetxea, barrio de Isusi (Laudio/Llodio, Álava)

[ES] Los restos corresponden a un agujero que se han encontrado en la excavación del pórtico y que se relaciona con un posible poste y un pilar de madera en el interior del caserío que parece una reutilización de los elementos de la antigua prensa.

Suelo de ocupación magdaleniense en la cueva de Praile Aitz I (Deba, Gipuzkoa): evidencias de arte mobiliar

[ES] La reciente excavación de la cueva de Praile Aitz I (Deba) ha identificado sucesivas breves ocupaciones del Tardiglaciar. Se estudian los materiales arqueológicos más significativos del Magdaleniense Inferior recuperados sobre un suelo preparado con cantitos de caliza. En él se localizaron, además de restos industriales líticos y faunísticos que no trataremos en esta ocasión, las siguientes evidencias: una azagaya, restos de ocre y un interesante lote de colgantes (cuatro cantos rodados perforados y tres incisivos de cabra con doble perforación).

La cuestión de las azagayas de base hendida magdalenienses en la Cornisa Cantábrica

[ES] Durante la excavación de la cueva de Praile Aitz I (Deba, Gipuzkoa) se ha hallado una azagaya de base hendida sobre un suelo de cantos de caliza en el que se definió un contexto de habitación constituido por un hogar, escasos restos de industria y fauna, y varios colgantes. Estos materiales se atribuyen al Magdaleniense Inferior Cantábrico con fechas que se sitúan entre el 15.190 y 15.810 BP. Aprovechando este descubrimiento se realiza una revisión de ejemplares de similares características hallados en otros yacimientos cantábricos (Balmori, El Castillo) y se plantea la posible cronología magdaleniense del ejemplar de Santimamiñe.

Un pequeño Eros de bronce procedente del yacimiento de Mariturri (Armentia, Vitoria-Gasteiz)

Homenaje a Ignacio Barandiarán Maestu / coord. por Javier Fernández Eraso, Juan Santos Yanguas.

[A_Llodio_Yermo] Documentación geométrica para la puesta en valor y difusión social del Santuario de Santa María del Yermo (Laudio/Llodio, Álava)

[ES] La iglesia de Santa María tiene una planta de unos 22x18 metros y cuenta con tres pórticos (sur, oeste y norte) así como una espadaña exenta. Adyacente al sudeste se encuentra la ermita de Santa Lucía. Las excavaciones arqueológicas de dos zonas de unos 6 x 3 metros en el interior y el exterior de la iglesia sirven como hilo conductor a las jornadas de puertas abiertas al público.

El inicio de la arqueología en Álava: D. Lorenzo del Prestamero y Cabriana

[ES] El motivo de la realización del presente trabajo no es otro que la publicación de la Memoria que, sobre las excavaciones realizadas en 1794 en el yacimiento romano de Cabriana (Comunión, Álava), remitió D. Lorenzo del Prestamera a la Real Academia de la Historia, documento que tradicionalmente se ha considerado desaparecido. Se estudian también aquí las novedades que aporta la Memoria al conocimiento de este interesante enclave arqueológico.

Learning Multirobot Hose Transportation and Deployment by Distributed Round-Robin Q-Learning

Multi-Agent Reinforcement Learning (MARL) algorithms face two main difficulties: the curse of dimensionality, and environment non-stationarity due to the independent learning processes carried out by the agents concurrently. In this paper we formalize and prove the convergence of a Distributed Round Robin Q-learning (D-RR-QL) algorithm for cooperative systems. The computational complexity of this algorithm increases linearly with the number of agents. Moreover, it eliminates environment non sta tionarity by carrying a round-robin scheduling of the action selection and execution. That this learning scheme allows the implementation of Modular State-Action Vetoes (MSAV) in cooperative multi-agent systems, which speeds up learning convergence in over-constrained systems by vetoing state-action pairs which lead to undesired termination states (UTS) in the relevant state-action subspace. Each agent's local state-action value function learning is an independent process, including the MSAV policies. Coordination of locally optimal policies to obtain the global optimal joint policy is achieved by a greedy selection procedure using message passing. We show that D-RR-QL improves over state-of-the-art approaches, such as Distributed Q-Learning, Team Q-Learning and Coordinated Reinforcement Learning in a paradigmatic Linked Multi-Component Robotic System (L-MCRS) control problem: the hose transportation task. L-MCRS are over-constrained systems with many UTS induced by the interaction of the passive linking element and the active mobile robots.

Erros pré-analíticos em medicina laboratorial: uma revisão sistemática

MENEZES, Patrick Lourenço. Erros pré-analíticos em medicina laboratorial: uma revisão sistemática. 2013. 98 f. Dissertação (Mestrado em Saúde, Medicina Laboratorial e Tecnologia Forense) - Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2013. A relevância evidente dos erros pré-analíticos como problema de saúde pública fica patente tanto no dano potencial aos pacientes quanto nos custos ao sistema de saúde, ambos desnecessários e evitáveis. Alguns estudos apontam que a fase pré-analítica é a mais vulnerável a erros, sendo responsável por, aproximadamente, 60 a 90% dos erros laboratoriais em consequência da falta orientação aos pacientes sobre os procedimentos que serão realizados no laboratório clínico. Objetivos: Sistematizar as evidências científicas relacionadas aos erros pré-analíticos dos exames laboratoriais de análises clínicas. Método: Uma revisão sistemática foi realizada, buscando as bases de dados do Medical Literature Analysis and Retrieval System Online (MEDLINE), Scopus(que inclui MEDLINE e Embase), ISI Web of Knowledge, SciFinder, Literatura Latino-Americana e do Caribe em Ciências da Saúde (Lilacs) (que inclui a Scientific Electronic Library Online SciELO) e o Índice Bibliográfico Espanhol de Ciências de Saúde (IBECS), para artigos publicados entre janeiro de 1990 e junho de 2012 sobre erros de exames laboratoriais que possam ocorrer na fase pré-analítica. Os estudos foram incluídos de acordo com os seguintes exames laboratoriais: hemograma, análise bioquímica do sangue total ou do soro, exames de coagulação sanguínea,uroanálise e exames hematológicos ou bioquímicos em outros materiais e categorizados pelo tipo de erro pré-analítico e pela frequência dos incidentes. Resultados: A busca nas bases de dados bibliográficas resultou no seguinte número de artigos recuperados: 547 na MEDLINE, 229 na Scopus, 110 na ISI, 163 na SciFinder, 228 na Lilacs e 64 na IBECS, perfazendo um total de 1.341 títulos. Ao fim da revisão sistemática, obteve-se um conjunto de 83 artigos para leitura de texto completo, dos quais 14 foram incluídos na revisão. Os estudos abrangeram diferentes tipos de laboratórios, setores técnicos e origem de erros, segundo a fase do processo laboratorial. Discussão: Sete artigos demonstraram erros de pedidos médicos, com uma alta variabilidade nos valores de incidência. Os seis artigos que estudaram erros de coleta de amostra observaram redução deste desfecho. As proporções de eventos adversos relatados e os impactos clínicos variaram, levando a consequências descritas como: erros decorrentes da flebotomia, recoleta de amostras, repetições de exames, atrasos na liberação de resultados de exames e possíveis danos ao paciente. Conclusões: O laboratório deve ter instruções por escrito para cada teste, que descreva o tipo de amostra e procedimento de coleta de amostra. Meios de identificação por código de barras, sistemas robóticos e analíticos reduzem os erros pré-analíticos. A melhoria da fase pré-analítica de testes laboratoriais permanece um desafio para muitos laboratórios clínicos.

Localização colaborativa em robótica de enxame.

Diversas das possíveis aplicações da robótica de enxame demandam que cada robô seja capaz de estimar a sua posição. A informação de localização dos robôs é necessária, por exemplo, para que cada elemento do enxame possa se posicionar dentro de uma formatura de robôs pré-definida. Da mesma forma, quando os robôs atuam como sensores móveis, a informação de posição é necessária para que seja possível identificar o local dos eventos medidos. Em virtude do tamanho, custo e energia dos dispositivos, bem como limitações impostas pelo ambiente de operação, a solução mais evidente, i.e. utilizar um Sistema de Posicionamento Global (GPS), torna-se muitas vezes inviável. O método proposto neste trabalho permite que as posições absolutas de um conjunto de nós desconhecidos sejam estimadas, com base nas coordenadas de um conjunto de nós de referência e nas medidas de distância tomadas entre os nós da rede. A solução é obtida por meio de uma estratégia de processamento distribuído, onde cada nó desconhecido estima sua própria posição e ajuda os seus vizinhos a calcular as suas respectivas coordenadas. A solução conta com um novo método denominado Multi-hop Collaborative Min-Max Localization (MCMM), ora proposto com o objetivo de melhorar a qualidade da posição inicial dos nós desconhecidos em caso de falhas durante o reconhecimento dos nós de referência. O refinamento das posições é feito com base nos algoritmos de busca por retrocesso (BSA) e de otimização por enxame de partículas (PSO), cujos desempenhos são comparados. Para compor a função objetivo, é introduzido um novo método para o cálculo do fator de confiança dos nós da rede, o Fator de Confiança pela Área Min-Max (MMA-CF), o qual é comparado com o Fator de Confiança por Saltos às Referências (HTA-CF), previamente existente. Com base no método de localização proposto, foram desenvolvidos quatro algoritmos, os quais são avaliados por meio de simulações realizadas no MATLABr e experimentos conduzidos em enxames de robôs do tipo Kilobot. O desempenho dos algoritmos é avaliado em problemas com diferentes topologias, quantidades de nós e proporção de nós de referência. O desempenho dos algoritmos é também comparado com o de outros algoritmos de localização, tendo apresentado resultados 40% a 51% melhores. Os resultados das simulações e dos experimentos demonstram a eficácia do método proposto.

Impedance control reduces instability that arises from motor noise.

There is ample evidence that humans are able to control the endpoint impedance of their arms in response to active destabilizing force fields. However, such fields are uncommon in daily life. Here, we examine whether the CNS selectively controls the endpoint impedance of the arm in the absence of active force fields but in the presence of instability arising from task geometry and signal-dependent noise (SDN) in the neuromuscular system. Subjects were required to generate forces, in two orthogonal directions, onto four differently curved rigid objects simulated by a robotic manipulandum. The endpoint stiffness of the limb was estimated for each object curvature. With increasing curvature, the endpoint stiffness increased mainly parallel to the object surface and to a lesser extent in the orthogonal direction. Therefore, the orientation of the stiffness ellipses did not orient to the direction of instability. Simulations showed that the observed stiffness geometries and their pattern of change with instability are the result of a tradeoff between maximizing the mechanical stability and minimizing the destabilizing effects of SDN. Therefore, it would have been suboptimal to align the stiffness ellipse in the direction of instability. The time course of the changes in stiffness geometry suggests that modulation takes place both within and across trials. Our results show that an increase in stiffness relative to the increase in noise can be sufficient to reduce kinematic variability, thereby allowing stiffness control to improve stability in natural tasks.

Multiple grasp-specific representations of tool dynamics mediate skillful manipulation.

Skillful tool use requires knowledge of the dynamic properties of tools in order to specify the mapping between applied force and tool motion. Importantly, this mapping depends on the orientation of the tool in the hand. Here we investigate the representation of dynamics during skillful manipulation of a tool that can be grasped at different orientations. We ask whether the motor system uses a single general representation of dynamics for all grasp contexts or whether it uses multiple grasp-specific representations. Using a novel robotic interface, subjects rotated a virtual tool whose orientation relative to the hand could be varied. Subjects could immediately anticipate the force direction for each orientation of the tool based on its visual geometry, and, with experience, they learned to parameterize the force magnitude. Surprisingly, this parameterization of force magnitude showed limited generalization when the orientation of the tool changed. Had subjects parameterized a single general representation, full generalization would be expected. Thus, our results suggest that object dynamics are captured by multiple representations, each of which encodes the mapping associated with a specific grasp context. We suggest that the concept of grasp-specific representations may provide a unifying framework for interpreting previous results related to dynamics learning.

Abrasive wear of steel during rolling-sliding contact with rock counterfaces

In many mining operations (e.g. excavation, drilling, tunnelling, rock crushing) metallic components are forced against abrasive rocks in a complex motion. This study examines the relative importance of combined rolling and sliding motion in the two-body abrasive wear of a low carbon tempered martensitic steel against rock counterfaces. A novel wear test rig has been used to vary the amount of rolling and sliding motion between a rotating steel cylinder and a counter-rotating sandstone (highly abrasive) or limestone (much less abrasive) disc. Weight-loss measurements reveal that the wear rate of the steel increases as the amount of motion against the rock counterface is reduced from pure sliding to approximately 50% sliding (and approximately 50% rolling). Scanning electron microscopy shows that when the amount of motion is reduced from pure sliding to approximately 50% sliding the topographical and sub-surface physical properties of the worn steel and rock surfaces are modified.

Embodied energy as an environmental impact indicator for basement wall construction

Attempts were made to quantify the environmental impacts of the basement walls of two commercial buildings in London. Four different retaining wall options were designed based on steel and concrete systems for each of the sites. It was considered that excavation would take place with the aid of a one or two anchors system. Evaluation of embodied energy (EE) and CO2 emissions for each of the wall designs and anchoring systems were compared. Results show that there are notable differences in EE between different wall designs. Using the averaged set of Embodied Energy Intensity (EEI) values, the use of recycled steel over virgin steel would reduce the EE of the wall significantly. The difference in anchor designs is relatively insignificant, and therefore the practicality of the design for the specific site should be the deciding factor for anchor types. Generally, the scale of environmental impacts due to constructions is large compared to other aspects in life as demonstrated with the comparisons to car emissions and household energy consumption. Copyright ASCE 2008.