Object recognition for autonomous objects: comparison of two approaches

Report for the scientific sojourn at the Swiss Federal Institute of Technology Zurich, Switzerland, between September and December 2007. In order to make robots useful assistants for our everyday life, the ability to learn and recognize objects is of essential importance. However, object recognition in real scenes is one of the most challenging problems in computer vision, as it is necessary to deal with difficulties. Furthermore, in mobile robotics a new challenge is added to the list: computational complexity. In a dynamic world, information about the objects in the scene can become obsolete before it is ready to be used if the detection algorithm is not fast enough. Two recent object recognition techniques have achieved notable results: the constellation approach proposed by Lowe and the bag of words approach proposed by Nistér and Stewénius. The Lowe constellation approach is the one currently being used in the robot localization project of the COGNIRON project. This report is divided in two main sections. The first section is devoted to briefly review the currently used object recognition system, the Lowe approach, and bring to light the drawbacks found for object recognition in the context of indoor mobile robot navigation. Additionally the proposed improvements for the algorithm are described. In the second section the alternative bag of words method is reviewed, as well as several experiments conducted to evaluate its performance with our own object databases. Furthermore, some modifications to the original algorithm to make it suitable for object detection in unsegmented images are proposed.

Automatització de tests per a una aplicació J2EE

Aquest projecte consisteix en la creació d’una eina que permeti automatitzar els tests que s’han de fer a una aplicació comercial j2ee, amb el propòsit de facilitar i estalviar feina a les persones encarregades de testejar aquesta aplicació, ajudant-les així en la seva tasca de cerca d’errors. Concretament, s’ha creat una aplicació construïda per capes, modulable i fàcilment ampliable, la qual arriba més enllà de l’automatització dels tests més habituals, permetent executar un conjunt de tests per tal de validar si la versió de l’aplicació a testejar és vàlida o no.

ETIKETAGGER: herramienta para el etiquetaje de secuencias de imágenes

La adaptación del reconocimiento de objetos sobre la robótica móvil requiere un enfoque y nuevas aplicaciones que optimicen el entrenamiento de los robots para obtener resultados satisfactorios. Es conocido que el proceso de entrenamiento es largo y tedioso, donde la intervención humana es absolutamente necesaria para supervisar el comportamiento del robot y la dirección hacia los objetivos. Es por esta razón que se ha desarrollado una herramienta que reduce notablemente el esfuerzo humano que se debe hacer para esta supervisión, automatizando el proceso necesario para obtener una evaluación de resultados, y minimizando el tiempo que se malgasta debido a errores humanos o falta de infraestructuras.

Estudi de comportaments socials amb eixams de robots reconfigurables

Els eixams de robots distribuïts representen tot un món de possibilitats al camp de la microrobòtica, però existeixen pocs estudis que n'analitzin els comportaments socials i les interaccions entre robots autònoms distribuïts. Aquests comportaments han de permetre assolir de la manera més efectiva possible un bon resultat. Prenent com a base l'objectiu esmentat, aquest treball detalla diferents polítiques de cerca i de reconfiguració dels robots i estudia els seus comportaments per tal de determinar quins d'ells són més útils per solucionar un problema concret amb les plagues d'erugues i corcs als camps de cigroneres.

Automatic DVB signal analyser

El problema de controlar les emissions de televisió digital a tota Europa pel desenvolupament de receptors robustos i fiables és cada vegada més significant, per això, sorgeix la necessitat d’automatitzar el procés d’anàlisi i control d’aquests senyals. Aquest projecte presenta el desenvolupament software d’una aplicació que vol solucionar una part d’aquest problema. L’aplicació s’encarrega d’analitzar, gestionar i capturar senyals de televisió digital. Aquest document fa una introducció a la matèria central que és la televisió digital i la informació que porten els senyals de televisió, concretament, la que es refereix a l’estàndard "Digital Video Broadcasting". A continuació d’aquesta part, l’escrit es concentra en l’explicació i descripció de les funcionalitats que necessita cobrir l'aplicació, així com introduir i explicar cada etapa d’un procés de desenvolupament software. Finalment, es resumeixen els avantatges de la creació d’aquest programa per l’automatització de l’anàlisi de senyal digital partint d’una optimització de recursos.

Iniciación del alumno al campo de la investigación en una asignatura multidisciplinar orientada a la robótica

La asignatura de libre elección en la que se realizó la experiencia que se indica pretende ser un trampolín de iniciación para aquellos alumnos de la Universidad Europea de Madrid que tengan inquietud por descubrir el mundo de la robótica. Con una clase de alumnos procedentes de muchas titulaciones distintas, Licenciado en Odontología, Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, Ingeniero Industrial, Ingeniero Informático, Ingeniero en Telecomunicaciones, Técnicos en Obras Públicas y alumnos internacionales, el reto de hacer de la asignatura algo interesante para ellos implicaba saber adaptarse a distintos niveles tanto disciplinar (varias carreras) como académico (los alumnos eran tanto de los primeros cursos como de los últimos). Basándose en el uso del portafolio y el aprendizaje basado en problemas se fueron inculcando los conocimientos básicos necesarios para desarrollar lo que sería el final de la asignatura. Este objetivo final es el que hizo que los alumnos vieran de cerca la labor de un investigador y un grupo de trabajo multidisciplinar. El reto consistió en que debían hacer una solicitud 'ficticia' de un proyecto PROFIT. Los PROFIT constituyen programas de ayuda y fomento a la investigación técnica convocados por el Ministeriode Industria, Turismo y Comercio. Las plantillas son accesibles desde Internet y de esta forma los alumnos pudieron realizar una memoria clara y precisa de sus proyectos. Además, como elemento final de evaluación se invitó a dos profesores expertos en robótica de otra universidad al día de la presentación en el que los alumnos entregaban la memoria y defendían sus trabajos. Tres profesores en total, dos de otra universidad y el profesor de la asignatura asistieron a su defensa y pusieron de manera independiente los trabajos en orden según sus preferencias, al ser 5 grupos la nota debía ponerse entre 10, 9, 8, 7 y 6. La media de la decisión de los tres profesores configuró la nota final.

Pedicle screw insertion: robotic assistance versus conventional C-arm fluoroscopy.

Bone-mounted robotic guidance for pedicle screw placement has been recently introduced, aiming at increasing accuracy. The aim of this prospective study was to compare this novel approach with the conventional fluoroscopy assisted freehand technique (not the two- or three-dimensional fluoroscopy-based navigation). Two groups were compared: 11 patients, constituting the robotical group, were instrumented with 64 pedicle screws; 23 other patients, constituting the fluoroscopic group, were also instrumented with 64 pedicle screws. Screw position was assessed by two independent observers on postoperative CT-scans using the Rampersaud A to D classification. No neurological complications were noted. Grade A (totally within pedicle margins) accounted for 79% of the screws in the robotically assisted and for 83% of the screws in the fluoroscopic group respectively (p = 0.8). Grade C and D screws, considered as misplacements, accounted for 4.7% of all robotically inserted screws and 7.8% of the fluoroscopically inserted screws (p = 0.71). The current study did not allow to state that robotically assisted screw placement supersedes the conventional fluoroscopy assisted technique, although the literature is more optimistic about the former.

Utilització del robot mòbil com a eina d'aprenentatge en ensenyaments tècnics

En aquest Projecte de Millora de la Qualitat Docent es descriu el disseny, la construcció i la utilització d’un robot mòbil com a eina docent en titulacions d’Enginyeria. El robot mòbil té com a element de control un PC portàtil convencional per tal de facilitar el procés d’aprenentatge de l’alumnat estigui centrat en l’objectiu de les pràctiques i no en el funcionament i control del robot. A més a més, el robot disposa d’un elevat nombre de sensors i actuadors per tal d’oferir un elevat grau d’interdisciplinaritat.

Estudi de comportaments socials d'aixams robòtics amb aplicació a la neteja d'espais no estructurats

La intel·ligència d’eixams és una branca de la intel·ligència artificial que està agafant molta força en els últims temps, especialment en el camp de la robòtica. En aquest projecte estudiarem el comportament social sorgit de les interaccions entre un nombre determinat de robots autònoms en el camp de la neteja de grans superfícies. Un cop triat un escenari i un robot que s’ajustin als requeriments del projecte, realitzarem una sèrie de simulacions a partir de diferents polítiques de cerca que ens permetran avaluar el comportament dels robots per unes condicions inicials de distribució dels robots i zones a netejar. A partir dels resultats obtinguts serem capaços de determinar quina configuració genera millors resultats.

Neues aus Diagnostik und Therapie der spinalen Erkrankungen [Novel aspects of diagnostics and therapy of spinal cord diseases].

BACKGROUND: Both non-traumatic and traumatic spinal cord injuries have in common that a relatively minor structural lesion can cause profound sensorimotor and autonomous dysfunction. Besides treating the cause of the spinal cord injury the main goal is to restore lost function as far as possible. AIM: This article provides an overview of current innovative diagnostic (imaging) and therapeutic approaches (neurorehabilitation and neuroregeneration) aiming for recovery of function after non-traumatic and traumatic spinal cord injuries. MATERIAL AND METHODS: An analysis of the current scientific literature regarding imaging, rehabilitation and rehabilitation strategies in spinal cord disease was carried out. RESULTS: Novel magnetic resonance imaging (MRI) based techniques (e.g. diffusion-weighted MRI and functional MRI) allow visualization of structural reorganization and specific neural activity in the spinal cord. Robotics-driven rehabilitative measures provide training of sensorimotor function in a targeted fashion, which can even be continued in the homecare setting. From a preclinical point of view, defined stem cell transplantation approaches allow for the first time robust structural repair of the injured spinal cord. CONCLUSION: Besides well-established neurological and functional scores, MRI techniques offer the unique opportunity to provide robust and reliable "biomarkers" for restorative therapeutic interventions. Function-oriented robotics-based rehabilitative interventions alone or in combination with stem cell based therapies represent promising approaches to achieve substantial functional recovery, which go beyond current rehabilitative treatment efforts.

A comparative study on IgG-ELISA, IgM-IFT and Kato-Katz methods for epidemiological purposes in a low endemic area for schistosomiasis

The high sensitivity and the possibility of automation of the enzyme-linked-immunosorbent-assay (ELISA) has indicated this technique as one of the most useful serological test for epidemiological studies. In the present study, an ELISA for detection of IgG antibodies against adult worm antigens (IgG-ELISA) was investigated for epidemiological purposes, in a rural area of the municipality of Itariri (São Paulo, Brazil). Blood on filter paper (1,180 samples) from about 650 schoolchildren were submitted to ELISA and the data compared to the results of the parasitological method of Kato-Katz and also to the IgM-IFT (immunofluorescence test for IgM antibodies to gut associated antigens). The prevalence rates respectively of 8.5%, 43.0%, and 56.2% by the Kato-Katz, IgG-ELISA, and IgM-IFT methods suggest the poor sensitivity of the parasitological method for detection of Schistosoma mansoni eggs in individuals with low worm burden, situation commonly observed in low endemic areas. These results can partially explain the poor degree of agreement between the IgG-ELISA and the Kato-Katz, as suggested by the Kappa index of 0.170. Otherwise, the Kappa index of 0.675 showed substantial agreement between the two serological tests. Some discrepancy of results between the two serological techniques must be better investigated.

Automatització integral d'un habitatge

En aquest projecte discutirem i aprovarem la viabilitat d'implementar una automatització integral d'un habitatge utilitzant les tecnologies domòtiques existents a l'actualitat. La idea inicial és substituir tots els elements que integren la construcció (il·luminació, climatització, parts mòbils,...) per dispositius domòtics i implementar un software de visualització sobre aparells mòbils (smartphones, tablets) que ens permeti un control total sobre l'habitacle. S’avaluarà quina és la solució de mercat que millor s’adapta al projecte i s’implementarà integrant-la posteriorment als sistemes de visualització i control.

Experimentació amb eina d'àudio i vídeo a la carta i arxiu multidocumental en entorn web

L'objectiu d'aquest pràcticum és treballar amb una eina d'edició i catalogació remota de vídeos accessible via internet. L'eina ha estat desenvolupada per l'empresa Vision Robotics. La memòria reflecteix les experiències viscudes a través del treball amb aquesta eina i analitza les possibilitats de millora, les potencialitats de l'eina a més d'afegir unes reflexions finals de l'eina en general.

Sistema de domòtica

Memòria del TFC de Sistemes Encastats, relatiu a una aplicació de domòtica implementada mitjançant una xarxa de sensors sense fils.

Control ambiental de zonas de trabajo

Este proyecto viene motivado por la necesidad de reducir el gasto de mantenimiento producido por el aumento del precio de la energía, la necesidad de uso de dispositivos electrónicos (sistemas de climatización, iluminación...), las deficiencias de construcción (aislamientos, ventanales...), el ineficiente uso de las persianas y sistemas de ciere, y el innecesario uso de de la iluminación artificial.