Structural Synthesis of 3-DoF Spatial Fully Parallel Manipulators

In this paper, the architectures of three degrees of freedom (3-DoF) spatial, fully parallel manipulators (PMs), whose limbs are structurally identical, are obtained systematically. To do this, the methodology followed makes use of the concepts of the displacement group theory of rigid body motion. This theory works with so-called 'motion generators'. That is, every limb is a kinematic chain that produces a certain type of displacement in the mobile platform or end-effector. The laws of group algebra will determine the actual motion pattern of the end-effector. The structural synthesis is a combinatorial process of different kinematic chains' topologies employed in order to get all of the 3-DoF motion pattern possibilities in the end-effector of the fully parallel manipulator.

Possible antigravity regions in F (R) theory?

We construct an F(R) gravity theory corresponding to the Weyl invariant two scalar field theory. We investigate whether such F (R) gravity can have the antigravity regions where the Weyl curvature invariant does not diverge at the Big Bang and Big Crunch singularities. It is revealed that the divergence cannot be evaded completely but can be much milder than that in the original Weyl invariant two scalar field theory. (C) 2014 The Authors. Published by Elsevier B.V.

Uma análise dos esquemas de dígitos verificadores usados no Brasil

Neste trabalho discutimos vários sistemas de dígitos verificadores utilizados no Brasil, muitos deles semelhantes a esquemas usados mundialmente, e fazemos uma análise da sua capacidade de detectar os diversos tipos de erros que são comuns na entrada de dados em sistemas computacionais. A análise nos mostra que os esquemas escolhidos constituem decisões subotimizadas e quase nunca obtêm a melhor taxa de detecção de erros possível. Os sistemas de dígitos verificadores são baseados em três teorias da álgebra: aritmética modular, teoria de grupos e quasigrupos. Para os sistemas baseados em aritmética modular, apresentamos várias melhorias que podem ser introduzidas. Desenvolvemos um novo esquema ótimo baseado em aritmética modular base 10 com três permutações para identificadores de tamanho maior do que sete. Descrevemos também o esquema Verhoeff, já antigo, mas pouquíssimo utilizado e que também é uma alternativa de melhoria para identificadores de tamanho até sete. Desenvolvemos ainda, esquemas ótimos para qualquer base modular prima que detectam todos os tipos de erros considerados. A dissertação faz uso ainda de elementos da estatística, no estudo das probabilidades de detecção de erros e de algoritmos, na obtenção de esquemas ótimos.

Práticas colaborativas no ensino de funções: uma aplicação no Programa de Educação de Jovens e Adultos do município do Rio de Janeiro

Esse trabalho apresenta uma experiência com o Ensino Colaborativo (EC) no Programa de Educação de Jovens e Adultos em uma escola da rede municipal de ensino do Rio de Janeiro. Ele visa dar ferramentas ao docente que possibilitem o uso do Ensino Colaborativo, além de explicar e estruturar o uso dessa prática colaborativa no ensino de matemática. O trabalho mostra também um estudo comparativo entre duas turmas do Ensino de Jovens e Adultos de um colégio do munícipio do Rio de Janeiro, na qual o EC foi utilizado em apenas uma delas, e esse estudo, visa caracterizar as diferenças entre o EC e o ensino tradicional. O fato de ter desenvolvido esse estudo do EC no Ensino de Jovens e Adultos se deu pelo fato de ser uma modalidade de ensino cujo público, historicamente, apresenta algumas dificuldades no processo de aprendizagem e também por se tratar de uma modalidade de ensino na qual a diversidade de experiências se torna um diferencial para o desenvolvimento da prática colaborativa. As atividades propostas visam criar um ambiente propício para que a interação entre os alunos e entre professor e aluno(s) ocorra. Cada estudante deve ser capaz de confrontar ideias, dividir conhecimentos e desenvolver ou adquirir habilidades, ou seja, cada um deve buscar o seu desenvolvimento e também o de todos que estão a sua volta. Ao aliar a prática colaborativa com o ensino de funções, foi possível introduzir o conceito básico de função e mostrar aos discentes as diferentes formas de representar uma função e de que maneira o conceito de função está ligado a diversas áreas do conhecimento. Espera-se que com esse trabalho qualquer pessoa que deseje utilizar o Ensino Colaborativo, sinta-se encorajado e embasado para desenvolver tópicos do programa de Matemática utilizando essa prática pedagógica. É importante destacar que todas as estruturações sugeridas podem e devem ser adaptadas a cada realidade e às suas peculiaridades, pois além de ser uma prática que visa melhorar o processo de ensino aprendizagem, o EC pode ser usado como uma ferramenta de análise que permite a todos os indivíduos participantes ter um melhor entendimento da sociedade na qual estão inseridos

Construção de quadrados mágicos pelo método do passo uniforme

Lehmer (1929) analisa matematicamente o método do passo uniforme para construção de quadrados mágicos de ordem impar. Ele divide sua análise em várias etapas. Na primeira delas, envolvendo a discussão de condições necessárias e suficientes para o preenchimento do quadrado pelo método, o autor afirma que se dois números guardarem entre si uma certa relação, eles serão designados a ocupar a mesma célula do quadrado causando seu não preenchimento. A análise do preenchimento pelo método do passo uniforme envolve a resolução de um sistema linear módulo n. Nesse trabalho, discutimos o comportamento das soluções desse sistema quando o método falha no preenchimento. Como consequência, concluímos que números que guardam a relação mencionada nunca ocupam a mesma célula. A análise das condições necessárias e suficientes para obter quadrados mágicos segundo a definição de Lehmer (1929) envolve a resolução de equações de congruências lineares a duas variáveis. Nesse trabalho, detalhamos os resultados de Lehmer (1929). A análise das condições necessárias e suficientes para obtenção de quadrados mágicos, como são reconhecidos usualmente, também envolve a resolução de equações de congruências lineares a duas variáveis. Discutimos o comportamento das soluções dessas equações para obter diagonais principais mágicas. Como consequência, mostramos que diagonais principais mágicas são obtidas se e somente se as coordenadas iniciais guardarem certas relações

Optimal H2 order-one reduction by solving eigenproblems for polynomial equations

A method is given for solving an optimal H2 approximation problem for SISO linear time-invariant stable systems. The method, based on constructive algebra, guarantees that the global optimum is found; it does not involve any gradient-based search, and hence avoids the usual problems of local minima. We examine mostly the case when the model order is reduced by one, and when the original system has distinct poles. This case exhibits special structure which allows us to provide a complete solution. The problem is converted into linear algebra by exhibiting a finite-dimensional basis for a certain space, and can then be solved by eigenvalue calculations, following the methods developed by Stetter and Moeller. The use of Buchberger's algorithm is avoided by writing the first-order optimality conditions in a special form, from which a Groebner basis is immediately available. Compared with our previous work the method presented here has much smaller time and memory requirements, and can therefore be applied to systems of significantly higher McMillan degree. In addition, some hypotheses which were required in the previous work have been removed. Some examples are included.

Real time feature-based facial tracking using Lie algebras

We have developed a novel human facial tracking system that operates in real time at a video frame rate without needing any special hardware. The approach is based on the use of Lie algebra, and uses three-dimensional feature points on the targeted human face. It is assumed that the roughly estimated facial model (relative coordinates of the three-dimensional feature points) is known. First, the initial feature positions of the face are determined using a model fitting technique. Then, the tracking is operated by the following sequence: (1) capture the new video frame and render feature points to the image plane; (2) search for new positions of the feature points on the image plane; (3) get the Euclidean matrix from the moving vector and the three-dimensional information for the points; and (4) rotate and translate the feature points by using the Euclidean matrix, and render the new points on the image plane. The key algorithm of this tracker is to estimate the Euclidean matrix by using a least square technique based on Lie algebra. The resulting tracker performed very well on the task of tracking a human face.

On diagonal-Schur complements of block diagonally dominant matrices

It is known that the diagonal-Schur complements of strictly diagonally dominant matrices are strictly diagonally dominant matrices [J.Z. Liu, Y.Q. Huang, Some properties on Schur complements of H-matrices and diagonally dominant matrices, Linear Algebra Appl. 389 (2004) 365-380], and the same is true for nonsingular H-matrices [J.Z. Liu, J.C. Li, Z.T. Huang, X. Kong, Some properties of Schur complements and diagonal-Schur complements of diagonally dominant matrices, Linear Algebra Appl. 428 (2008) 1009-1030]. In this paper, we research the properties on diagonal-Schur complements of block diagonally dominant matrices and prove that the diagonal-Schur complements of block strictly diagonally dominant matrices are block strictly diagonally dominant matrices, and the same holds for generalized block strictly diagonally dominant matrices. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Spread transform watermarking for video sources

Spread Transform (ST) is a quantization watermarking algorithm in which vectors of the wavelet coefficients of a host work are quantized, using one of two dithered quantizers, to embed hidden information bits; Loo had some success in applying such a scheme to still images. We extend ST to the video watermarking problem. Visibility considerations require that each spreading vector refer to corresponding pixels in each of several frames, that is, a multi-frame embedding approach. Use of the hierarchical complex wavelet transform (CWT) for a visual mask reduces computation and improves robustness to jitter and valumetric scaling. We present a method of recovering temporal synchronization at the detector, and give initial results demonstrating the robustness and capacity of the scheme.

Diffraction based phase compensation method for phase-only liquid crystal on silicon devices in operation.

A method to measure the optical response across the surface of a phase-only liquid crystal on silicon device using binary phase gratings is described together with a procedure to compensate its spatial optical phase variation. As a result, the residual power between zero and the minima of the first diffraction order for a binary grating can be reduced by more than 10 dB, from -15.98 dB to -26.29 dB. This phase compensation method is also shown to be useful in nonbinary cases. A reduction in the worst crosstalk by 5.32 dB can be achieved when quantized blazed gratings are used.