Autonomous underwater vehicle control using reinforcement learning policy search methods

Autonomous underwater vehicles (AUV) represent a challenging control problem with complex, noisy, dynamics. Nowadays, not only the continuous scientific advances in underwater robotics but the increasing number of subsea missions and its complexity ask for an automatization of submarine processes. This paper proposes a high-level control system for solving the action selection problem of an autonomous robot. The system is characterized by the use of reinforcement learning direct policy search methods (RLDPS) for learning the internal state/action mapping of some behaviors. We demonstrate its feasibility with simulated experiments using the model of our underwater robot URIS in a target following task

Probabilistic sonar scan matching for an AUV

This paper proposes MSISpIC, a probabilistic sonar scan matching algorithm for the localization of an autonomous underwater vehicle (AUV). The technique uses range scans gathered with a Mechanical Scanning Imaging Sonar (MSIS), the robot displacement estimated through dead-reckoning using a Doppler velocity log (DVL) and a motion reference unit (MRU). The proposed method is an extension of the pIC algorithm. An extended Kalman filter (EKF) is used to estimate the robot-path during the scan in order to reference all the range and bearing measurements as well as their uncertainty to a scan fixed frame before registering. The major contribution consists of experimentally proving that probabilistic sonar scan matching techniques have the potential to improve the DVL-based navigation. The algorithm has been tested on an AUV guided along a 600 m path within an abandoned marina underwater environment with satisfactory results

All-Optical Label Stacking: Easing the Trade-offs Between Routing and Architecture Cost in All-Optical Packet Switching

All-optical label swapping (AOLS) forms a key technology towards the implementation of all-optical packet switching nodes (AOPS) for the future optical Internet. The capital expenditures of the deployment of AOLS increases with the size of the label spaces (i.e. the number of used labels), since a special optical device is needed for each recognized label on every node. Label space sizes are affected by the way in which demands are routed. For instance, while shortest-path routing leads to the usage of fewer labels but high link utilization, minimum interference routing leads to the opposite. This paper studies all-optical label stacking (AOLStack), which is an extension of the AOLS architecture. AOLStack aims at reducing label spaces while easing the compromise with link utilization. In this paper, an integer lineal program is proposed with the objective of analyzing the softening of the aforementioned trade-off due to AOLStack. Furthermore, a heuristic aiming at finding good solutions in polynomial-time is proposed as well. Simulation results show that AOLStack either a) reduces the label spaces with a low increase in the link utilization or, similarly, b) uses better the residual bandwidth to decrease the number of labels even more

" Firenze restaura " : il dibattito sul restauro nella Firenze del Novecento attraverso i suoi protagonisti : dalla fondazione del Gabinetto dei Restauri all'alluvione

Résumé La ricerca del dibattito sul restauro nella Firenze del Novecento copre un arco temporale piuttosto lungo, che va dall'istituzione del Gabinetto dei restauri fiorentino, avvenuta tra il 1932 e il 1934 sino al 1966, anno della drammatica alluvione che travolse il patrimonio storico e artistico della città di Firenze. Sono più di trent'anni densi di storia, in cui grazie alla tradizionale vocazione artigiana messa in atto di volta in volta attraverso metodiche sperimentali, il Gabinetto dei restauri fiorentino, organizzato da Ugo Procacci affrontò dapprima l'emergenza bellica e, grazie alle esperienze maturate in quella circostanza, fronteggiò i danni provocati alle opere d'arte alluvionate. Lo scopo della ricerca è stato proprio quello di individuare gli aspetti ancora attuali del dibattito sul restauro e sulla conservazione. Filo conduttore è stato il dibattito sull'unificazione dei princìpi del restauro in Italia e quindi, dei suoi riflessi a Firenze. Nella prima parte della ricerca, trattando degli inizi dell'attività del Gabinetto dei restauri di Firenze era inevitabile studiare i riflessi che la creazione dell'Istituto Centrale del Restauro ha avuto sull'ambiente fiorentino. L'incombere della seconda guerra mondiale ebbe un peso determinante nell'accelerare i tempi di attuazione di un simile progetto: si temeva fortemente per le sorti del patrimonio artistico italiano e alle Soprintendenze sarebbe spettato il compito di mettere in salvo il maggior numero possibile di opere d'arte nei rifugi antiaerei e, successivamente, provvedere al restauro delle opere danneggiate: la questione dell'unificazione dei metodi da seguire nel campo del restauro e della conservazione delle opere d'arte era divenuta argomento di urgente attualità a guerra conclusa, soprattutto in vista del recupero delle opere danneggiate, Nella seconda parte del lavoro, trattando gli aspetti più attuali e quindi problematici della storia del restauro fiorentino, in particolare riferiti all'arco cronologico che va dalla metà degli anni Cinquanta sino alla fine degli anni Sessanta, è risultato di estremo interesse analizzare le cause e gli effetti della nota "stagione degli stacchi" e quindi l'avvio del dibattito sulla conservazione preventiva delle pitture murali esposte all'aperto. La questione relativa alla conservazione delle pitture murali esposte all'aperto, nei chiostri e nei tabernacoli, rappresentò il caso paradigmatico attorno al quale l'interesse e le soluzioni adottate per la salvaguardia dei cicli pittorici trovarono gli studiosi e i teorici del restauro italiani e stranieri per un'unica volta tutti concordi nell'avvalersi della prassi sistematica preventiva dello strappo delle pitture murali e del distacco delle sottostanti sinopie. Fu dunque questa l'unica occasione in cui si assistette ad una vera unificazione di intenti a livello nazionale.

Estudi del model dinàmic d’un robot submarí d’intervenció (IAUV) composat per un vehicle i un braç manipulador

Fins a la data d’avui, el grup VICOROB de la Universitat de Girona ha desenvolupat diversos vehicles autònoms (GARBÍ, URIS i ICTINEU). El projecte que comença aquest any té com objectiu desenvolupar un nou vehicle submarí autònom amb capacitat d’intervenció (I-AUV) gràcies a un braç manipulador. Aquest projecte final de carrera té com objectiu desenvolupar en entorn MATLAB un simulador d’un I-AUV, format per un AUV i un braç manipulador de n graus de llibertat per tal d’avaluar les reaccions dels moviments del braç, amb càrrega i sense, sobre el robot, iviceversa

Tú, con tu color, ¡allá triunfas! La construcción de la identidad social en jóvenes inmigrantes

En la última década, Barcelona se ha convertido en una importante receptora de población inmigrante. Según datos estadísticos, el 14, 62% de la población es inmigrante, de los cuales el 29, 5% son jóvenes (Idescat 2010). Muchos de estos han arribado siguiendo el típico proceso de reagrupamiento familiar. El siguiente trabajo tiene por objetivo presentar la experiencia de distintos jóvenes sobre el fenómeno migratorio que experimentaron durante su adolescencia/ primera juventud. Lleva el propósito de destacar la importancia de dicha vivencia en la conformación de su identidad social. Se intentará indagar tanto sobre el papel que jugaron los diferentes actores implicados en el proceso de acogida y los años subsiguientes: amigos, familiares, escuela, administraciones, etc., como sobre el uso del espacio público y el espacio virtual en tanto facilitadores/obstaculizadores de su constitución como ciudadanos autónomos

Disseny d’un comportament en ROS per a mantenir la posició d’un vehicle autònom submarí a partir de referències visuals

En el Centre d'Investigació en Robòtica Submarina (CIRS) de la Universitat de Gironaes disposa de diferents robots submarins els quals utilitzen una arquitectura software anomenada Component Oriented Layered-based Architecture for Autonomy ( COLA2 ), la qual ha estat desenvolupada per estudiants i professors del mateix centre. Per tal de fer aquesta arquitectura més accessible per a professors i estudiant d’altres centres la COLA2 s’està adaptant al Robot Operative System (ROS) que és un framework genèricper al desenvolupament d’aplicacions amb robots. Aquest projecte pretén dissenyar un comportament per al robot Girona500 que estigui desenvolupat dins la versió ROS de l’arquitectura COLA2. El comportament haurà de fer mantenir una determinada posició al robot amb informació visual de la càmera del robot i amb dades de navegació. La tasca de mantenir la posició es de vital importància per a poder realitzar intervencions submarines que requereixen de precisió i, precisament, el medi on es treballa no ajuda

Simulació mitjançant tècniques CFD d'una culata per al motor del vehicle de baix consum "Àliga-EPS-UdG"

El projecte pretén estudiar i quantificar les restriccions creades al fluid en circular pelsconductes d’admissió i escapament de la culata del motor del vehicle Àliga. L’estudi consta de quatre etapes: estudi de les restriccions actuals dels sistemes d’admissió i escapament; anàlisi dels resultats de la culata de sèrie i proposta de millores aplicables al model real; càlcul de les restriccions creades pels models millorats, i finalment, estudi comparatiu dels resultats obtinguts, interpretant els resultats dels principals paràmetres a analitzar

Existential values transformation in all organ transplantation: A qualitative prospective study.

Organ transplantation offers a treatment of choice for patients suffering from end stage illnesses. The aim of this IRB approved prospective qualitative study was to analyze patients’ psychological concerns from their inclusion on the waiting list for first organ transplantation (TX) (T1; N=71; kidney, K=30; liver, Li=11; lung, Lu=15; heart, H=15) and six months after TX (T2; N=49; K=15; Li=10; Lu=14; H=10). Semi-structured interviews were conducted at home or in a place selected by patients. Qualitative pattern analysis (QUAPA) of the verbatim transcriptions was applied. T1 (K) Patients maintained an apparent normality (87%), building emotional protection (23%), and developing a fatalist attitude towards life (43%). (Li) Physical limits were set to spare energy until TX (73%). Illness led to reevaluation of life values (66%). (Lu) Physical and psychological self-protection was prioritized when health declined (67%). Modified life values, fatalism (33%) and spirituality (27 %) were mentioned. (H) Patients husbanded physical (80%) and psychological (67%) resources and self-protection. Modified life values and fatalist attitude towards life were reported (40%). T2 (K) New perspective on life was described, with increase of empathy towards others (20%). (Li) Positive identity and life values modifications (60%), greater openness towards others, closeness to significant ones (30%) and a more self-centered attitude (30%) prioritizing the essential (20%) were reported. Lack of respect of life values generated anger (40%). (Lu) Setting existential priorities and increase in spirituality (64%), along with the development of new life values, greater openness to others (57%) and closeness to significant ones (21%) were underlined. Lack of respect of human values induced negative feelings (36%). Self-centered attitudes, setting limits to other people were mentioned (29%). (H) Change in life values with setting life priorities was reported (70%) with increase in spirituality, and the lack of respect of life values generated anger (50%). Self-centered attitudes were reported (60%). TX not only comes with positive physical benefits, but also with positive existential values and psychological transformation, and the development of a more altruistic attitude and humanistic values.

Millora aerodinàmica de la nova carrosseria del vehicle l'Àliga. Estudis dels efectes de la rugositat i l'inserció d'apèndixs aerodinàmics

L' objectiu d' aquest estudi és intentar millorar l' aerodinàmica de la nova carrosseria del vehicle de baix consum de la UdG,l' Àliga, a través de programes informàtics de CFD.Des de fa uns anys l' Escola Politècnica Superior de la Universitat de Girona participa a l' Eco Shell Marathon, mirant d' assolir els millors resultats possibles.El nom del vehicle utilitzat per aquesta carrera és l' Àliga.Aquest projecte parteix dels resultats obtinguts al Projece fi de carrera d' en Daniel Vilavedra Vilà (2006):"Redisseny aerodinàmic de la carrosseria del vehicle de baix consum Àliga"