Embodiment and Manipulation Learning Process for a Humanoid Hand

Babies are born with simple manipulation capabilities such as reflexes to perceived stimuli. Initial discoveries by babies are accidental until they become coordinated and curious enough to actively investigate their surroundings. This thesis explores the development of such primitive learning systems using an embodied light-weight hand with three fingers and a thumb. It is self-contained having four motors and 36 exteroceptor and proprioceptor sensors controlled by an on-palm microcontroller. Primitive manipulation is learned from sensory inputs using competitive learning, back-propagation algorithm and reinforcement learning strategies. This hand will be used for a humanoid being developed at the MIT Artificial Intelligence Laboratory.

Non-linear mechanical behavior of the elastomer polydimethylsiloxane (PDMS) used in the manufacture of microfluidic devices

Polydimethylsiloxane (PDMS) is the elastomer of choice to create a variety of microfluidic devices by soft lithography techniques (eg., [1], [2], [3], [4]). Accurate and reliable design, manufacture, and operation of microfluidic devices made from PDMS, require a detailed characterization of the deformation and failure behavior of the material. This paper discusses progress in a recently-initiated research project towards this goal. We have conducted large-deformation tension and compression experiments on traditional macroscale specimens, as well as microscale tension experiments on thin-film (≈ 50µm thickness) specimens of PDMS with varying ratios of monomer:curing agent (5:1, 10:1, 20:1). We find that the stress-stretch response of these materials shows significant variability, even for nominally identically prepared specimens. A non-linear, large-deformation rubber-elasticity model [5], [6] is applied to represent the behavior of PDMS. The constitutive model has been implemented in a finite-element program [7] to aid the design of microfluidic devices made from this material. As a first attempt towards the goal of estimating the non-linear material parameters for PDMS from indentation experiments, we have conducted micro-indentation experiments using a spherical indenter-tip, and carried out corresponding numerical simulations to verify how well the numerically-predicted P(load-h(depth of indentation) curves compare with the corresponding experimental measurements. The results are encouraging, and show the possibility of estimating the material parameters for PDMS from relatively simple micro-indentation experiments, and corresponding numerical simulations.

Fabrication of Controlled Release Devices Using Supercritical Antisolvent Method

In this study, the supercritical antisolvent with enhanced mass transfer method (SASEM) is used to fabricate micro and nanoparticles of biocompatible and biodegradable polymer PLGA (poly DL lactide co glycolic acid). This process may be extended to the encapsulation of drugs in these micro and nanoparticles for controlled release purposes. Conventional supercritical antisolvent (SAS) process involves spraying a solution (organic solvent + dissolved polymer) into supercritical fluid (CO[subscript 2]), which acts as an antisolvent. The high rate of mass transfer between organic solvent and supercritical CO[subscript 2] results in supersaturation of the polymer in the spray droplet and precipitation of the polymer as micro or nanoparticles occurs. In the SASEM method, ultrasonic vibration is used to atomize the solution entering the high pressure with supercritical CO[subscript 2]. At the same time, the ultrasonic vibration generated turbulence in the high pressure vessel, leading to better mass transfer between the organic solvent and the supercritical CO₂. In this study, two organic solvents, acetone and dichloromethane (DCM) were used in the SASEM process. Phase Doppler Particle Analyzer (PDPA) was used to study the ultrasonic atomization of liquid using the ultrasonic probe for the SASEM process. Scanning Electron Microscopy (SEM) was used to study the size and morphology of the polymer particles collected at the end of the process.

Analysis and regeneration of hypermedia contents through Java and XML tools

This paper presents a tool for the analysis and regeneration of Web contents, implemented through XML and Java. At the moment, the Web content delivery from server to clients is carried out without taking into account clients' characteristics. Heterogeneous and diverse characteristics, such as user's preferences, different capacities of the client's devices, different types of access, state of the network and current load on the server, directly affect the behavior of Web services. On the other hand, the growing use of multimedia objects in the design of Web contents is made without taking into account this diversity and heterogeneity. It affects, even more, the appropriate content delivery. Thus, the objective of the presented tool is the treatment of Web pages taking into account the mentioned heterogeneity and adapting contents in order to improve the performance on the Web

Preguntas de los estudiantes sobre dispositivos científicos = Students’ questions about scientific devices

¿Cuáles son, en realidad, las ventajas de los dispositivos científicos usados en laboratorios escolares y en museos de ciencia interactivos, para el aprendizaje de las ciencias en los estudiantes? Un aprendizaje eficaz de las ciencias requiere comprensión. La generación de preguntas para obtener información es uno de los procesos que indican la intención de los estudiantes de comprender una determinada información. Además, la construcción de nuevo conocimiento científico comienza con una buena pregunta. Por tanto, estimular la generación de preguntas destinadas a obtener información (ISQ) podría ser un elemento que mejorara el aprendizaje profundo de las ciencias escolares

Silicon Chips and Nano Devices

A look at the Southampton Nanfabrication Centre where electro-photonic research is carried out and the AMD company's industrial processes for creating commercial quantities of silicon computing devices.

Bacteriemia asociada a catéter epicutáneo en la unidad de cuidado intensivo neonatal de la Fundación Cardioinfantil

La bacteriemia asociada a catéter afecta a pacientes en las unidades de cuidado intensivo con una alta morbilidad, mortalidad y aumento de los costos al sistema de salud. Los recién nacidos son la población de más alto riesgo por el mayor uso de catéteres centrales. Objetivo: Caracterizar factores de riesgo para bacteriemia asociada a catéter en la Unidad de Cuidado Intensivo Neonatal de la Fundación Cardioinfantil entre 2005 - 2010 Materiales y método: Estudio descriptivo de corte transversal, incluyó todos los recién nacidos con diagnostico de bacteriemia asociada a catéter. Se analizó la información utilizando frecuencias y medidas de tendencia central. Resultados: Se encontraron 50 pacientes con diagnostico de bacteriemia asociada a catéter. 50% de género masculino, 52% con edad gestacional al nacimiento menor a 36 semanas y 24% con peso menor a 1500 gramos al momento de la inserción del catéter. La edad fue de 24.2 días al momento de la inserción del catéter. En el 66% de los pacientes el sitio de inserción fue el miembro superior, siendo el Sthaphylococcus Epidermidis el germen con el 50% de las bacteriemias. Conclusión: La bacteriemia asociada a catéter afecta paciente prematuros, de bajo peso sin diferencias en genero. La manipulación de dichos dispositivos, el sitio de inserción, el uso previo de antibióticos, la duración del catéter y el uso de nutrición parenteral son factores que están asociados al mayor riesgo de infección. Siendo el Staphylococcus Epidermidis el germen mas frecuente.

Helping hand for academics on video capture

This is a presentation from ALT-C

Teleconsultation in sexual and reproductive health for young adults through mobile devices: Experience in Colombia

Background: Sexual risk behaviors associated with poor information on sexuality have contributed to major public health problems in the area of sexual and reproductive health in teenagers and young adults in Colombia. Objective: To measure the perception of changes in sexual and reproductive risk behavior after the use of a teleconsultation service via mobile devices in a sample of young adults. Methods: A before and after observational study was designed, where a mobile application to inquire about sexual and reproductive health was developed. The perception of changes in sexual and reproductive health risk behaviors in a sample of young adults after the use of the application was measured using the validated survey “Family Health International (FHI) – Behavioral Surveillance Survey (BSS) – Survey for Adults between 15 to 40 Years”. Non-probabilistic convenience recruitment was undertaken through the study´s web page. Participants answered the survey online before and after the use of the mobile application for a six month period (intervention). For the inferential analysis, data was divided into three groups (dichotomous data, discrete quantitative data, and ordinal data), to compare the results of the questions between the first and the second survey. For all tests, a confidence interval of 95% was established. For dichotomous data, the Chi-squared test was used. For quantitative data, we used the Student’s t-test, and for ordinal data, the Mann-Whitney-Wilcoxon test. Results: A total of 257 subjects were registered in the study and met the selection criteria. The pre-intervention survey was answered by 232 subjects, and 127 completely answered the post-intervention survey, of which 54.3% did not use the application, leaving an effective population of 58 subjects for analysis. 53% (n=31) were female, and 47% (n=27) were male. The mean age was 21 years, ranging between 18 and 40 years. The differences between the answers on the first and the second survey were not statistically significant. The main risk behaviors identified in the population were homosexual relations, non-use of condoms, sexual relations with non-regular and commercial partners, the use of psychoactive substances, and ignorance about the symptoms of sexually transmitted diseases and HIV transmission. Conclusions: Although there were no differences between the pre- and post-intervention results, the study revealed different risk behaviors among the participating subjects. These findings highlight the importance of promoting educational strategies on this matter and the importance of providing patients with easily accessible tools with reliable health information.

Caracterización de la gestión del mantenimiento de equipo biomédico en servicios de urgencia de clínicas y hospitales de Medellín en el período 2008-2009

La gestión de mantenimiento es una herramienta de gran impacto que apoya al personal de Ingeniería en el desarrollo, control y dirección de programas de mantenimiento para el equipo médico. Objetivo: caracterizar la gestión de mantenimiento en servicios de urgencia de clínicas y hospitales del área metropolitana de Medellín en el período 2008-2009. Materiales y métodos: se realizó una encuesta a jefes y técnicos de mantenimiento en once entidades prestadoras de servicios de salud, clasificadas en tercer nivel y pertenecientes a la red de salud del municipio de Medellín. Resultados: entre las instituciones encuestadas se encontró que la causa de falla más común en los equipos del servicio de urgencia es el mal manejo de los equipos (75%) por partede los operarios y que 70% del mantenimiento es realizado por personal con experiencia en el área (tecnólogos en mantenimiento de equipo biomédico e ingenieros biomédicos). En las once instituciones públicas y privadas encuestadas se halló que solo se contaban con cronogramas de mantenimiento y/o con información desactualizada concerniente a las hojas de vida de los equipos, planes de mantenimiento o adquisición y baja de equipos. Conclusión: el estudio muestra la existencia de debilidades en ciertos puntos de la gestión, incluyendo mala organización, poca disponibilidad de repuestos originales y falta de capacitación en el personal que maneja los equipos.

The Role of Kinaesthetic Motor Imagery in Promoting Activation of the Lumbrical Muscles in the Hemiparetic Hand: a Randomised Controlled Study

The objective of the investigation who gave as result this work was to investigate the effectiveness of kinaesthetic motor imagery in the activation of the hemiplegic hand muscles following stroke. The experiment consisted of two random groups. Movements were measured after treatment. The participants were ten patients with hemiplegic hands (men who mean age was 74.4 years; mean time since stroke 3.05 months). All patients received three sessions of physical treatment based on an identical treatment protocol. Five patients were randomly assigned to an experimental group practising kinaesthetic motor imagery of a grasp using the 'lumbrical action' (experimental group). The others five (control group) followed a relaxation script. All the patients were then asked to grasp an object using the 'lumbrical action'. The grasps were recorded using an optoelectronic motion capture system. The magnitude of the extension of the index finger and the correlation of the angular displacement of the proximal phalangeal joints and the metacarpophalangeal joints were calculated. The movement time for the whole grip was calculated. The experimental group demonstrated higher extension in the index finger (p = < 0.01) and they had a higher correlation coefficient (0.99) than the control group (0.77) for the displacement of the proximal interphalangeal joint and the metacarpophalangeal joints. The movement time for the experimental group was faster, although the difference was not significant.

Validación diagnóstica del test neural 1 para el síndrome de túnel del carpo

El objetivo de este estudio fue realizar una prueba de validez diagnostica del test neural 1 para el diagnóstico del Síndrome de Túnel del Carpo (STC) utilizando como prueba de referencia o de oro el test de conducción nerviosa. En este estudio participaron 115 sujetos, 230 manos con sospecha clínica de STC quienes fueron evaluados con el test de conducción nerviosa y el test neural 1. Se encontró una sensibilidad del 93.0% (IC 95%:88,21-96,79) y una especificidad del 6,67% (IC 95%:0,0-33,59), razón de verosimilitud positiva fue de 1,00 y razón de verosimilitud negativa de 1,05. Valor predictivo positivo de 86,9% y un valor predictivo negativo de 12,5%. Se concluye que el test neural 1 es una prueba clínica de alta sensibilidad y baja especificidad de gran utilidad para el monitoreo e identificación del STC. Es un procedimiento para el diagnóstico clínico de bajo costo que puede incluirse en los exámenes de rutina de los trabajadores como complemento a las pruebas clínicas sugeridas por las Gatiso para dar mayor precisión a la identificación temprana del STC. Se sugiere combinarla con otros test de mayor especificidad para ser aplicada en trabajadores en condiciones de riesgo o que presenten síntomas en miembros superiores y realizar otros estudios en donde participen sujetos sin diagnóstico clínico del STC.

Efectividad en la canalización yugular guiada por ecografía usando tres diferentes técnicas. Experimento en modelos simulados.

Introducción: El desarrollo tecnológico permite efectuar procedimientos eficientes en pacientes críticos de urgencias como canalizar vasos centrales guiados por ecografía. Éste procedimiento comparado con la técnica a ciegas ofrece ventajas como disminución de complicaciones, mejor éxito y menor tiempo de procedimiento. Hay diferentes técnicas de abordaje: transversal, longitudinal y oblicua, lo que supone diferencias en la efectividad y éxito en cada una de ellas. Materiales y métodos: Se realizó un experimento en modelos simulados con especialistas y residentes de último año de medicina de emergencias. Posterior a estandarizar los conceptos y abordajes de cada una de las técnicas, se puncionaron los modelos para determinar cuál técnica presenta mayor éxito y efectividad para canalización yugular con guía ecográfica. Resultados: El procedimiento fue efectivo en 175 réplicas (97.2%) distribuidas así: éxito 133 (73.9%), redirección 37 (20.6%) y requerimiento de segunda punción en 5 (2.8%). En la técnica transversal la efectividad fue 96.7% (n=58), en longitudinal del 100% (n=60) y en oblicua del 95.0% (n=57), (p=0.377). En residentes la efectividad fue 95.6% (n=86) y en especialistas 98.9% (n=89), (p=0.184). La distribución de éxito mostró que en los especialistas fue mayor en un 18.9% que en los residentes (p=0.004), por género los hombres tienen un éxito mayor en un 18.7% que las mujeres (p=0.009, OR=3.12, IC 95%: 1.30, 7.52). Discusión: No se encontró diferencia significativa en el uso de cualquier técnica, pero la tendencia favorece la técnica longitudinal, quien obtuvo mayor porcentaje de efectividad y éxito.