AGENT BASED, DISTRIBUTED CONTROL STRATEGIES AND OPTIMIZATION OF PLUG-IN ELECTRIC VEHICLES ON SMART/MICROGRID ARCHITECTURES

This thesis will present strategies for the use of plug-in electric vehicles on smart and microgrids. MATLAB is used as the design tool for all models and simulations. First, a scenario will be explored using the dispatchable loads of electric vehicles to stabilize a microgrid with a high penetration of renewable power generation. Grid components for a microgrid with 50% photovoltaic solar production will be sized through an optimization routine to maintain storage system, load, and vehicle states over a 24-hour period. The findings of this portion are that the dispatchable loads can be used to guard against unpredictable losses in renewable generation output. Second, the use of distributed control strategies for the charging of electric vehicles utilizing an agent-based approach on a smart grid will be studied. The vehicles are regarded as additional loads to a primary forecasted load and use information transfer with the grid to make their charging decisions. Three lightweight control strategies and their effects on the power grid will be presented. The findings are that the charging behavior and peak loads on the grid can be reduced through the use of distributed control strategies.

Student Performance in Traditional vs. Online Format: Evidence from an MBA Level Introductory Economics Class

All previous studies comparing online and face-to-face format for instruction of economics compared courses that were either online or face-to-face format and regressed exam scores on selected student characteristics. This approach is subject to the econometric problems of self-selection omitted unobserved variables. Our study uses two methods to deal with these problems. First we eliminate self-selection bias by using students from a course that uses both instruction formats. Second, we use the exam questions as the unit of observation, and eliminate omitted variable bias by using an indicator variable for each student to capture the effect of differences in unobserved student characteristics on learning outcomes. We report the finding that students had a significantly greater chance of answering a question correctly if it came from a chapter covered online.

Ensemble transcript interaction networks: A case study on Alzheimer's disease

Systems biology techniques are a topic of recent interest within the neurological field. Computational intelligence (CI) addresses this holistic perspective by means of consensus or ensemble techniques ultimately capable of uncovering new and relevant findings. In this paper, we propose the application of a CI approach based on ensemble Bayesian network classifiers and multivariate feature subset selection to induce probabilistic dependences that could match or unveil biological relationships. The research focuses on the analysis of high-throughput Alzheimer's disease (AD) transcript profiling. The analysis is conducted from two perspectives. First, we compare the expression profiles of hippocampus subregion entorhinal cortex (EC) samples of AD patients and controls. Second, we use the ensemble approach to study four types of samples: EC and dentate gyrus (DG) samples from both patients and controls. Results disclose transcript interaction networks with remarkable structures and genes not directly related to AD by previous studies. The ensemble is able to identify a variety of transcripts that play key roles in other neurological pathologies. Classical statistical assessment by means of non-parametric tests confirms the relevance of the majority of the transcripts. The ensemble approach pinpoints key metabolic mechanisms that could lead to new findings in the pathogenesis and development of AD

Human-robot interaction for telemanipulation in large workspaces

Independientemente de la existencia de técnicas altamente sofisticadas y capacidades de cómputo cada vez más elevadas, los problemas asociados a los robots que interactúan con entornos no estructurados siguen siendo un desafío abierto en robótica. A pesar de los grandes avances de los sistemas robóticos autónomos, hay algunas situaciones en las que una persona en el bucle sigue siendo necesaria. Ejemplos de esto son, tareas en entornos de fusión nuclear, misiones espaciales, operaciones submarinas y cirugía robótica. Esta necesidad se debe a que las tecnologías actuales no pueden realizar de forma fiable y autónoma cualquier tipo de tarea. Esta tesis presenta métodos para la teleoperación de robots abarcando distintos niveles de abstracción que van desde el control supervisado, en el que un operador da instrucciones de alto nivel en la forma de acciones, hasta el control bilateral, donde los comandos toman la forma de señales de control de bajo nivel. En primer lugar, se presenta un enfoque para llevar a cabo la teleoperación supervisada de robots humanoides. El objetivo es controlar robots terrestres capaces de ejecutar tareas complejas en entornos de búsqueda y rescate utilizando enlaces de comunicación limitados. Esta propuesta incorpora comportamientos autónomos que el operador puede utilizar para realizar tareas de navegación y manipulación mientras se permite cubrir grandes áreas de entornos remotos diseñados para el acceso de personas. Los resultados experimentales demuestran la eficacia de los métodos propuestos. En segundo lugar, se investiga el uso de dispositivos rentables para telemanipulación guiada. Se presenta una aplicación que involucra un robot humanoide bimanual y un traje de captura de movimiento basado en sensores inerciales. En esta aplicación, se estudian las capacidades de adaptación introducidas por el factor humano y cómo estas pueden compensar la falta de sistemas robóticos de alta precisión. Este trabajo es el resultado de una colaboración entre investigadores del Biorobotics Laboratory de la Universidad de Harvard y el Centro de Automática y Robótica UPM-CSIC. En tercer lugar, se presenta un nuevo controlador háptico que combina velocidad y posición. Este controlador bilateral híbrido hace frente a los problemas relacionados con la teleoperación de un robot esclavo con un gran espacio de trabajo usando un dispositivo háptico pequeño como maestro. Se pueden cubrir amplias áreas de trabajo al cambiar automáticamente entre los modos de control de velocidad y posición. Este controlador háptico es ideal para sistemas maestro-esclavo con cinemáticas diferentes, donde los comandos se transmiten en el espacio de la tarea del entorno remoto. El método es validado para realizar telemanipulación hábil de objetos con un robot industrial. Por último, se introducen dos contribuciones en el campo de la manipulación robótica. Por un lado, se presenta un nuevo algoritmo de cinemática inversa, llamado método iterativo de desacoplamiento cinemático. Este método se ha desarrollado para resolver el problema cinemático inverso de un tipo de robot de seis grados de libertad donde una solución cerrada no está disponible. La eficacia del método se compara con métodos numéricos convencionales. Además, se ha diseñado una taxonomía robusta de agarres que permite controlar diferentes manos robóticas utilizando una correspondencia, basada en gestos, entre los espacios de trabajo de la mano humana y de la mano robótica. El gesto de la mano humana se identifica mediante la lectura de los movimientos relativos del índice, el pulgar y el dedo medio del usuario durante las primeras etapas del agarre. ABSTRACT Regardless of the availability of highly sophisticated techniques and ever increasing computing capabilities, the problems associated with robots interacting with unstructured environments remains an open challenge. Despite great advances in autonomous robotics, there are some situations where a humanin- the-loop is still required, such as, nuclear, space, subsea and robotic surgery operations. This is because the current technologies cannot reliably perform all kinds of task autonomously. This thesis presents methods for robot teleoperation strategies at different levels of abstraction ranging from supervisory control, where the operator gives high-level task actions, to bilateral teleoperation, where the commands take the form of low-level control inputs. These strategies contribute to improve the current human-robot interfaces specially in the case of slave robots deployed at large workspaces. First, an approach to perform supervisory teleoperation of humanoid robots is presented. The goal is to control ground robots capable of executing complex tasks in disaster relief environments under constrained communication links. This proposal incorporates autonomous behaviors that the operator can use to perform navigation and manipulation tasks which allow covering large human engineered areas of the remote environment. The experimental results demonstrate the efficiency of the proposed methods. Second, the use of cost-effective devices for guided telemanipulation is investigated. A case study involving a bimanual humanoid robot and an Inertial Measurement Unit (IMU) Motion Capture (MoCap) suit is introduced. Herein, it is corroborated how the adaptation capabilities offered by the human-in-the-loop factor can compensate for the lack of high-precision robotic systems. This work is the result of collaboration between researchers from the Harvard Biorobotics Laboratory and the Centre for Automation and Robotics UPM-CSIC. Thirdly, a new haptic rate-position controller is presented. This hybrid bilateral controller copes with the problems related to the teleoperation of a slave robot with large workspace using a small haptic device as master. Large workspaces can be covered by automatically switching between rate and position control modes. This haptic controller is ideal to couple kinematic dissimilar master-slave systems where the commands are transmitted in the task space of the remote environment. The method is validated to perform dexterous telemanipulation of objects with a robotic manipulator. Finally, two contributions for robotic manipulation are introduced. First, a new algorithm, the Iterative Kinematic Decoupling method, is presented. It is a numeric method developed to solve the Inverse Kinematics (IK) problem of a type of six-DoF robotic arms where a close-form solution is not available. The effectiveness of this IK method is compared against conventional numerical methods. Second, a robust grasp mapping has been conceived. It allows to control a wide range of different robotic hands using a gesture based correspondence between the human hand space and the robotic hand space. The human hand gesture is identified by reading the relative movements of the index, thumb and middle fingers of the user during the early stages of grasping.

Caracterización de sistemas vibroacústicos mediante análisis estadístico de energía

Hoy día nadie discute la importancia de predecir el comportamiento vibroacústico de estructuras (edificios, vehículos aeronaves, satélites). También se ha hecho patente, con el tiempo, que el rango espectral en el que la respuesta es importante se ha desplazado hacia alta frecuencia en prácticamente todos los campos. Esto ha hecho que los métodos de análisis en este rango alto de frecuencias cobren importancia y actualidad. Uno de los métodos más extendidos para este fin es el basado en el Análisis Estadístico de la Energía, SEA. Es un método que ha mostrado proporcionar un buen equilibrio entre potencia de calculo, precisión y fiabilidad. En un SEA el sistema (estructura, cavidades o aire circundante) se modela mediante una matriz de coeficientes que dependen directamente de los factores de pérdidas de las distintas partes del sistema. Formalmente es un método de análisis muy cómodo e intuitivo de manejar cuya mayor dificultad es precisamente la determinación de esos factores de pérdidas. El catálogo de expresiones analíticas o numéricas para su determinación no es suficientemente amplio por lo que normalmente siempre se suele acabar necesitando hacer uso de herramientas experimentales, ya sea para su obtención o la comprobación de los valores utilizados. La determinación experimental tampoco está exenta de problemas, su obtención necesita de configuraciones experimentales grandes y complejas con requisitos que pueden llegar a ser muy exigentes y en las que además, se ven involucrados problemas numéricos relacionados con los valores de los propios factores de pérdidas, el valor relativo entre ellos y las características de las matrices que conforman. Este trabajo estudia la caracterización de sistemas vibroacústicos mediante el análisis estadístico de energía. Se centra en la determinación precisa de los valores de los factores de pérdidas. Dados los problemas que puede presentar un sistema experimental de estas características, en una primera parte se estudia la influencia de todas las magnitudes que intervienen en la determinación de los factores de pérdidas mediante un estudio de incertidumbres relativas, que, por medio de los coeficientes de sensibilidad normalizados, indicará la importancia de cada una de las magnitudes de entrada (esencialmente energías y potencias) en los resultados. De esta parte se obtiene una visión general sobre a qué mensurados se debe prestar más atención, y de qué problemas pueden ser los que más influyan en la falta de estabilidad (o incoherencia) de los resultados. Además, proporciona un modelo de incertidumbres válido para los casos estudiados y ha permitido evaluar el error cometido por algún método utilizado habitualmente para la caracterización de factores de pérdidas como la aproximación a 2 subsistemas En una segunda parte se hace uso de las conclusiones obtenidas en la primera, de forma que el trabajo se orienta en dos direcciones. Una dirigida a la determi nación suficientemente fiel de la potencia de entrada que permita simplificar en lo posible la configuración experimental. Otra basada en un análisis detallado de las propiedades de la matriz que caracteriza un SEA y que conduce a la propuesta de un método para su determinación robusta, basada en un filtrado de Montecarlo y que, además, muestra cómo los problemas numéricos de la matriz SEA pueden no ser tan insalvables como se apunta en la literatura. Por último, además, se plantea una solución al caso en el que no todos los subsistemas en los que se divide el sistema puedan ser excitados. El método propuesto aquí no permite obtener el conjunto completo de coeficientes necesarios para definir un sistema, pero el solo hecho de poder obtener conjuntos parciales ya es un avance importante y, sobre todo, abre la puerta al desarrollo de métodos que permitan relajar de forma importante las exigencias que la determinación experimental de matrices SEA tiene. ABSTRACT At present there is an agreement about the importance to predict the vibroacoustic response of structures (buildings, vehicles, aircrafts, satellites, etc.). In addition, there has become clear over the time that the frequency range over which the response is important has been shift to higher frequencies in almost all the engineering fields. As a consequence, the numerical methods for high frequency analysis have increase in importance. One the most widespread methods for this type of analysis is the one based on the Statistical Energy Analysis, SEA. This method has shown to provide a good balance among calculation power, accuracy and liability. Within a SEA, a system (structure, cavities, surrounding air) is modeled by a coefficients matrix that depends directly on the loss factors of the different parts of the system. Formally, SEA is a very handy and intuitive analysis method whose greatest handicap is precisely the determination of the loss factors. The existing set of analytical or numerical equations to obtain the loss factor values is not enough, so that usually it is necessary to use experimental techniques whether it is to its determination to to check the estimated values by another mean. The experimental determination presents drawbacks, as well. To obtain them great and complex experimental setups are needed including requirements that can be very demanding including numerical problems related to the values of the loss factors themselves, their relative value and the characteristics of the matrices they define. The present work studies the characterization of vibroacousti systems by this SEA method. It focuses on the accurate determination of the loss factors values. Given all the problems an experimental setup of these characteristics can show, the work is divided in two parts. In the first part, the influence of all the quantities involved on the determination of the loss factors is studied by a relative uncertainty estimation, which, by means of the normalised sensitivity coefficients, will provide an insight about the importance of every input quantities (energies and input powers, mainly) on the final result. Besides, this part, gives an uncertainty model that has allowed assessing the error of one of the methods more widely used to characterize the loss factors: the 2-subsystem approach. In the second part, use of the former conclusions is used. An equation for the input power into the subsystems is proposed. This equation allows simplifying the experimental setup without changing the liability of the test. A detailed study of the SEA matrix properties leads to propose a robust determination method of this SEA matrix by a Monte Carlo filtering. In turn, this new method shows how the numerical problems of the SEA matrix can be overcome Finally, a solution is proposed for the case where not all the subsystems are excited. The method proposed do not allows obtaining the whole set of coefficients of the SEA matrix, but the simple fact of getting partial sets of loss factors is a significant advance and, over all, it opens the door to the development of new methods that loosen the requirements that an experimental determination of a SEA matrix have.

Amélioration a posteriori de la traduction automatique par métaheuristique

La traduction automatique statistique est un domaine très en demande et où les machines sont encore loin de produire des résultats de qualité humaine. La principale méthode utilisée est une traduction linéaire segment par segment d'une phrase, ce qui empêche de changer des parties de la phrase déjà traduites. La recherche pour ce mémoire se base sur l'approche utilisée dans Langlais, Patry et Gotti 2007, qui tente de corriger une traduction complétée en modifiant des segments suivant une fonction à optimiser. Dans un premier temps, l'exploration de nouveaux traits comme un modèle de langue inverse et un modèle de collocation amène une nouvelle dimension à la fonction à optimiser. Dans un second temps, l'utilisation de différentes métaheuristiques, comme les algorithmes gloutons et gloutons randomisés permet l'exploration plus en profondeur de l'espace de recherche et permet une plus grande amélioration de la fonction objectif.

Amélioration a posteriori de la traduction automatique par métaheuristique

La traduction automatique statistique est un domaine très en demande et où les machines sont encore loin de produire des résultats de qualité humaine. La principale méthode utilisée est une traduction linéaire segment par segment d'une phrase, ce qui empêche de changer des parties de la phrase déjà traduites. La recherche pour ce mémoire se base sur l'approche utilisée dans Langlais, Patry et Gotti 2007, qui tente de corriger une traduction complétée en modifiant des segments suivant une fonction à optimiser. Dans un premier temps, l'exploration de nouveaux traits comme un modèle de langue inverse et un modèle de collocation amène une nouvelle dimension à la fonction à optimiser. Dans un second temps, l'utilisation de différentes métaheuristiques, comme les algorithmes gloutons et gloutons randomisés permet l'exploration plus en profondeur de l'espace de recherche et permet une plus grande amélioration de la fonction objectif.

Quality Measurement of Business Web Application

With the development of the Internet culture applications are becoming simpler and simpler, users need less IT knowledge than earlier; from the ‘reader’ status they have reached that of the content creator and editor. In our days, the effects of the web are becoming stronger and stronger— computer-aided work is conventional almost everywhere. The spread of the Internet applications has several reasons: first of all, their accessibility is widespread; second, their use is not limited to only one computer or network on which they have been installed. Also, the quantity of accessible information now and earlier is not even comparable. Not counting the applications which need high broadband or high counting capacity (for example video editing), Internet applications are reaching the functionality of the thick clients associates. The most serious disadvantage of Internet applications – for security reasons — is that the resources of the client computer are not fully accessible or accessible only to a restricted extent. Still thick clients do have some advantages: better multimedia perdormance with more flexibility due to local resources and the possibility for offline working.

Stabilization of troponin I for applications in clinical chemistry and forensic medicine. Cardiac troponin I: A time of death marker

Cardiac troponin I (cTnI) is one of the most useful serum marker test for the determination of myocardial infarction (MI). The first commercial assay of cTnI was released for medical use in the United States and Europe in 1995. It is useful in determining if the source of chest pains, whose etiology may be unknown, is cardiac related. Cardiac TnI is released into the bloodstream following myocardial necrosis (cardiac cell death) as a result of an infarct (heart attack). In this research project the utility of cardiac troponin I as a potential marker for the determination of time of death is investigated. The approach of this research is not to investigate cTnI degradation in serum/plasma, but to investigate the proteolytic breakdown of this protein in heart tissue postmortem. If our hypothesis is correct, cTnI might show a distinctive temporal degradation profile after death. This temporal profile may have potential as a time of death marker in forensic medicine. The field of time of death markers has lagged behind the great advances in technology since the late 1850's. Today medical examiners are using rudimentary time of death markers that offer limited reliability in the medico-legal arena. Cardiac TnI must be stabilized in order to avoid further degradation by proteases in the extraction process. Chemically derivatized magnetic microparticles were covalently linked to anti-cTnI monoclonal antibodies. A charge capture approach was also used to eliminate the antibody from the magnetic microparticles given the negative charge on the microparticles. The magnetic microparticles were used to extract cTnI from heart tissue homogenate for further bio-analysis. Cardiac TnI was eluted from the beads with a buffer and analyzed. This technique exploits banding pattern on sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) followed by a western blot transfer to polyvinylidene fluoride (PVDF) paper for probing with anti-cTnI monoclonal antibodies. Bovine hearts were used as a model to establish the relationship of time of death and concentration/band-pattern given its homology to human cardiac TnI. The final concept feasibility was tested with human heart samples from cadavers with known time of death. ^

Resolved Stars' Insights into Galaxy Physics

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08

Contributions to gait recognition using multiple views

Esta tesis se centra en la identificación de personas a través de la forma de caminar. El problema del reconocimiento del paso ha sido tratado mediante diferentes enfoques, en los dominios 2D y 3D, y usando una o varias vistas. Sin embargo, la dependencia con respecto al punto de vista, y por tanto de la trayectoria del sujeto al caminar sigue siendo aún un problema abierto. Se propone hacer frente al problema de la dependencia con respecto a la trayectoria por medio de reconstrucciones 3D de sujetos caminando. El uso de reconstrucciones varias ventajas que cabe destacar. En primer lugar, permite explotar una mayor cantidad de información en contraste con los métodos que extraen los descriptores de la marcha a partir de imágenes, en el dominio 2D. En segundo lugar, las reconstrucciones 3D pueden ser alineadas a lo largo de la marcha como si el sujeto hubiera caminado en una cinta andadora, proporcionando así una forma de analizar el paso independientemente de la trayectoria seguida. Este trabajo propone tres enfoques para resolver el problema de la dependencia a la vista: 1. Mediante la utilización de reconstrucciones volumétricas alineadas. 2. Mediante el uso de reconstrucciones volumétricas no alineadas. 3. Sin usar reconstrucciones. Se proponen además tres tipos de descriptores. El primero se centra en describir el paso mediante análisis morfológico de los volúmenes 3D alineados. El segundo hace uso del concepto de entropa de la información para describir la dinámica del paso humano. El tercero persigue capturar la dinámica de una forma invariante a rotación, lo cual lo hace especialmente interesante para ser aplicado tanto en trayectorias curvas como rectas, incluyendo cambios de dirección. Estos enfoques han sido probados sobre dos bases de datos públicas. Ambas están especialmente diseñadas para tratar el problema de la dependencia con respecto al punto de vista, y por tanto de la dependencia con respecto a la trayectoria. Los resultados experimentales muestran que para el enfoque basado en reconstrucciones volumétricas alineadas, el descriptor del paso basado en entropa consigue los mejores resultados, en comparación con métodos estrechamente relacionados del Estado del Arte actual. No obstante, el descriptor invariante a rotación consigue una tasa de reconocimiento que supera a los métodos actuales sin requerir la etapa previa de alineamiento de las reconstrucciones 3D.

Agent based risk patient management

This paper explores the role of information and communication technologies in managing risk and early discharge patients, and suggests innovative actions in the area of E-Health services. Treatments of chronic illnesses, or treatments of special needs such as cardiovascular diseases, are conducted in long-stay hospitals, and in some cases, in the homes of patients with a follow-up from primary care centre. The evolution of this model is following a clear trend: trying to reduce the time and the number of visits by patients to health centres and derive tasks, so far as possible, toward outpatient care. Also the number of Early Discharge Patients (EDP) is growing, thus permiting a saving in the resources of the care center. The adequacy of agent and mobile technologies is assessed in light of the particular requirements of health care applications. A software system architecture is outlined and discussed. The major contributions are: first, the conceptualization of multiple mobile and desktop devices as part of a single distributed computing system where software agents are being executed and interact from their remote locations. Second, the use of distributed decision making in multiagent systems, as a means to integrate remote evidence and knowledge obtained from data that is being collected and/or processed by distributed devices. The system will be applied to patients with cardiovascular or Chronic Obstructive Pulmonary Diseases (COPD) as well as to ambulatory surgery patients. The proposed system will allow to transmit the patient's location and some information about his/her illness to the hospital or care centre

D3 Tutorial 3

For the first part of the tutorial, use results.csv. For the second part use the CPI_October file.

Evidencia sobre la eficacia de cannabinoides en el dolor neuropático oncológico

Contexto: La eficacia de los cannabinoides en el dolor neuropático es desconocida. El control del dolor es determinante en los pacientes ya que genera un impacto negativo en la calidad de vida de los pacientes. Objetivo: El presente trabajo pretende demostrar la evidencia sobre la eficacia de los medicamentos cannabinoides en el control del dolor neuropático oncológico, mediante la evaluación de la literatura disponible. Metodología: Se realizó una revisión sistemática de literatura incluyendo estudios experimentales, observacionales y revisiones sistemáticas en un periodo de 15 años. Se incluyeron todos los estudios desde el años 2000 con evidencia IB según la escala de evidencia de Oxford. Resultados: Cuatro estudios cumplieron criterios para su inclusión, sin embargo la evidencia es baja y no permite recomendar o descartar los cannabinoides como terapia coadyuvante en control del dolor neuropático oncológico. La combinación de THC/CDB (Sativex®) parece ser un medicamento seguro pues no se reportaron muertes asociadas a su uso, sin embargo la presentación de eventos adversos a nivel gastrointestinal y neurológico podría aumentar el riesgo de interacciones medicamentosas y tener un impacto negativo en la calidad de vida de los pacientes oncológicos. Conclusiones: No hay suficiente literatura y la evidencia no es suficiente para recomendar o descartar el uso de los cannabinoides en dolor neuropático oncológico. Futuros estudios deben realizarse para analizar el beneficio de estos medicamentos. Aunque ética y socialmente hay resistencia para el uso de los cannabinoides, actualmente hay una gran discusión política en el mundo y en Colombia para su aceptación como terapia en el control del dolor.