Two and Three Finger Caging of Polygons and Polyhedra

Multi-finger caging offers a rigorous and robust approach to robot grasping. This thesis provides several novel algorithms for caging polygons and polyhedra in two and three dimensions. Caging refers to a robotic grasp that does not necessarily immobilize an object, but prevents it from escaping to infinity. The first algorithm considers caging a polygon in two dimensions using two point fingers. The second algorithm extends the first to three dimensions. The third algorithm considers caging a convex polygon in two dimensions using three point fingers, and considers robustness of this cage to variations in the relative positions of the fingers.

This thesis describes an algorithm for finding all two-finger cage formations of planar polygonal objects based on a contact-space formulation. It shows that two-finger cages have several useful properties in contact space. First, the critical points of the cage representation in the hand’s configuration space appear as critical points of the inter-finger distance function in contact space. Second, these critical points can be graphically characterized directly on the object’s boundary. Third, contact space admits a natural rectangular decomposition such that all critical points lie on the rectangle boundaries, and the sublevel sets of contact space and free space are topologically equivalent. These properties lead to a caging graph that can be readily constructed in contact space. Starting from a desired immobilizing grasp of a polygonal object, the caging graph is searched for the minimal, intermediate, and maximal caging regions surrounding the immobilizing grasp. An example constructed from real-world data illustrates and validates the method.

A second algorithm is developed for finding caging formations of a 3D polyhedron for two point fingers using a lower dimensional contact-space formulation. Results from the two-dimensional algorithm are extended to three dimension. Critical points of the inter-finger distance function are shown to be identical to the critical points of the cage. A decomposition of contact space into 4D regions having useful properties is demonstrated. A geometric analysis of the critical points of the inter-finger distance function results in a catalog of grasps in which the cages change topology, leading to a simple test to classify critical points. With these properties established, the search algorithm from the two-dimensional case may be applied to the three-dimensional problem. An implemented example demonstrates the method.

This thesis also presents a study of cages of convex polygonal objects using three point fingers. It considers a three-parameter model of the relative position of the fingers, which gives complete generality for three point fingers in the plane. It analyzes robustness of caging grasps to variations in the relative position of the fingers without breaking the cage. Using a simple decomposition of free space around the polygon, we present an algorithm which gives all caging placements of the fingers and a characterization of the robustness of these cages.

Finite element analysis on a circular wedge prism with 400 mm diameter

The paper comprehensively analyzes the distortions of a circular wedge prism with 400 mm diameter in a scanner by method of optical-mechanical-thermal integrating analysis. The structure and intensity of the prism assembly is verified and checked, and the surface deformations of the prism under gravity load, as well as the thermo-elastic distortions of the prism, are analyzed in detail and evaluated, which is finally contrasted with the measured values of Zygo Mark interferometer. The results show: the maximal distortion of the prism assembly is 10 nm magnitude and the maximal stress is 0.441 Mpa, which has much tolerance to the precision requirement of structure and the admissible stress of material; the influence of heat effect on the surface deformations of prism is proved to be far greater than the influence of gravity load, so some strict temperature-controlled measures are to be considered when the scanner is used. (c) 2006 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Dynamics of non-Abelian Aharonov-Bohm systems

This thesis examines several examples of systems in which non-Abelian magnetic flux and non-Abelian forms of the Aharonov-Bohm effect play a role. We consider the dynamical consequences in these systems of some of the exotic phenomena associated with non-Abelian flux, such as Cheshire charge holonomy interactions and non-Abelian braid statistics. First, we use a mean-field approximation to study a model of U(2) non-Abelian anyons near its free-fermion limit. Some self-consistent states are constructed which show a small SU(2)-breaking charge density that vanishes in the fermionic limit. This is contrasted with the bosonic limit where the SU(2) asymmetry of the ground state can be maximal. Second, a global analogue of Chesire charge is described, raising the possibility of observing Cheshire charge in condensedmatter systems. A potential realization in superfluid He-3 is discussed. Finally, we describe in some detail a method for numerically simulating the evolution of a network of non-Abelian (S₃) cosmic strings, keeping careful track of all magnetic fluxes and taking full account of their non-commutative nature. I present some preliminary results from this simulation, which is still in progress. The early results are suggestive of a qualitatively new, non-scaling behavior.

Democracia participativa nas comunidades carentes cariocas com Unidades de Polícia Pacificadora: Gestão e planejamento democráticos das políticas públicas urbanas

Desde o fim da era das remoções, o foco de preocupação do Estado em relação às favelas tem se deslocado da urbanização para a violência, em especial para o tráfico de drogas. A militarização da questão da violência urbana se manifesta de forma definitiva com a inauguração das Unidades de Polícia Pacificadora nas comunidades carentes cariocas. A despeito dos aspectos positivos imediatos, a ausência de participação popular no processo de ocupação pelo Estado desses espaços segregados têm levantado preocupações, não apenas quanto à eficiência do programa em longo prazo, como também com a possibilidade de instauração de um Estado policial altamente repressivo. Esse trabalho analisa a utilização de mecanismos de gestão e planejamento democráticos como forma de aprimorar o programa de ocupação das favelas, partindo do pressuposto de que a participação política pode contribuir para a maximização dos direitos fundamentais. Para isso, estuda-se com profundidade a história dos atores políticos presentes nessas comunidades, além dos instrumentos existentes e possíveis no Direito Brasileiro para participação popular. Após a análise dos aspectos sociológicos e históricos que explicam a situação atual das favelas cariocas, ao fim, propõe-se um modelo de gestão democrática que aproveite ao máximo seu potencial de participação.

Uso do espaço do marsupial Caluromys philander (Didelphimorphia, Didelphidae) no Parque Nacional da Serra dos Órgãos - Rio de Janeiro, Brasil

Uso do espaço é um padrão bem estudado em ecologia. Entretanto, formação de área de vida e posição relativa dos abrigos com área de uso são pouco estudados, principalmente para marsupiais didelfídeos. Dentre estes animais, podemos destacar Caluromys philander, devido ao seu baixo registro em armadilhas na Mata Atlântica e características peculiares dentro do grupo, como seu desenvolvimento, longevidade e hábito alimentar. Neste estudo foram investigadas as formações das áreas de uso destes animais através da comparação com seus movimentos diários, e a posição dos seus abrigos dentro das suas áreas de uso. Para isso foram monitorados seis indivíduos de C. philander através de colares rádio transmissores. Estes indivíduos se deslocaram em média 534 153 m por noite. Além disso, apresentaram área diária de 9548 3591 m e área de vida de 2,8 0,4 ha. Noventa e sete por cento das áreas diárias apresentaram sobreposição entre si, com média de 19,4% de sobreposição. Não houve diferença nos locais dos abrigos dos indivíduos monitorados, dentro dos seus Mínimos Polígonos Convexos. Entretanto, estes mesmos abrigos não estiveram localizados nas áreas de maior intensidade de uso. A média de abrigos utilizados por indivíduo foi de 6,3 (3-10) com utilização média de 2,9 (1-17) vezes em cada abrigo, sendo que 48% das vezes os animais só possuíram um registro em cada abrigo, demonstrando baixa fidelidade. Entretanto, dois indivíduos apresentaram diferença de utilização entre seus abrigos, com três destes sendo mais utilizados que os outros. O trabalho sugere que os indivíduos de C. philander monitorados apresentam área de vida propriamente dita (restrita), onde ocorrem as sobreposições entre suas áreas diárias. C. philander utilizam mais de um abrigo em suas vidas, trocando com frequência de abrigos, apesar de alguns destes abrigos poderem ser mais utilizados que outros. Além disso, os abrigos destes animais não são localizados nas suas áreas de maior intensidade de uso.

The control of indirect effects of biomanipulation

Results from long-term investigations on biomanipulation show that indirect effects are at least as important as direct effects are for the stability of biomanipulation. Three types of indirect effects can be distinguished: (1) a change in quantity or quality of the resource base, (2) behavioural change of the prey, and (3) development of anti-predator traits. Although indirect effects of type (2), (e.g. a change in the pattern of vertical migration of zooplankton), and type (3), (e.g. development of helmets and neck teeth in Daphnia), are important mechanisms, the most essential indirect effects regarding biomanipulation belong to type (1). An example of the latter will be demonstrated: the complex of indirect effects of enhanced grazing by large herbivores on the phosphorus metabolism of the lake. It is concluded that control of the indirect effects is absolutely necessary to stabilize biomanipulation measures, but this is much more difficult than the control of direct effects and needs deeper insights into the structuring mechanisms of food webs. Proper management of fish stocks, in combination with the control of phosphorus load and/or the physical conditions, seems to be the most promising way of controlling the indirect effects of biomanipulation.

Structural dynamic eutrophication models

This article discusses problems of modelling the seasonal succession of algal species in lakes and reservoirs, and the adaptive selection of certain groups of algae in response to changes in the inputs and relative concentrations of nutrients and other environmental variables. A new generation of quantitative models is being developed which attempts to translate some important biological properties of species (survival, variation, inheritance, reproductive rates and population growth) into predictions about the survival of the fittest, where ”fitness” is measured or estimated in thermodynamic terms. The concept of ”exergy” and its calculation is explored to examine maximal exergy as a measure of fitness in ecosystems, and its use for calculating changes in species composition by means of structural dynamic models. These models accomodate short-term changes in parameters that affect the adaptive responses (species selection) of algae.

From the individual to the community and beyond: water quality, stress indicators and key species in coastal waters

This review examines water quality and stress indicators at levels of organisation from the individual to the community and beyond by means of three case studies concentrating on rocky shores within the north-east Atlantic. Responses of dogwhelks (Nucella) to tributyltin pollution from antifouling paints is examined as the main case study. There are effects at the individual level (development of male sexual characteristics in the female leading to effective sterility) and population level (reduction in juveniles, few females and eventual population disappearance of dogwhelks in badly contaminated areas) but information on community level effects of dogwhelk demise is sparse. Such effects were simulated by dogwhelk removal experiments on well studied, moderately exposed ledges on shores on the Isle of Man. The removal of dogwhelks reduced the size and longevity of newly established Fucus clumps that had escaped grazing. Removal of dogwhelks also increased the likelihood of algal escapes. In a factorial experiment dogwhelks were shown to be less important than limpets \{Patella) in structuring communities but still had a significant modifying effect by increasing the probability of algal escapes. Community level responses to stress on rocky shores are then explored by reference to catastrophic impacts such as oil spills, using the Torrey Canyon as a case study. Recovery of the system in response to this major perturbation took between 10-15 years through a series of damped oscillations. The final case study is that of indicators of ecosystem level change in response to climate fluctuations, using ratios of northern \{Semibalanus balanoides) and southern (Chthamalus spp.) barnacles. Indices derived from counts on the shore show good correlations with inshore sea-water temperatures after a 2-year lag phase. The use of barnacles to measure offshore changes is reviewed. The discussion considers the use of bioindicators at various levels of organisation.

Theoretical research on noncollinear match conditions of the type I optical parametric process

Broad bandwidth group match conditions are reported for a noncollinear type I optical parametric process. The theoretical calculations corresponding to two special situations in practice were made, respectively, which are in accordance with the published experimental results. Furthermore, we provide a method to not only achieve maximal parametric bandwidth output but also match the group velocities between three waves. (c) 2006 Optical Society of America.

有限尺寸光栅压缩器的优化设计

分析了超短超强激光系统中有限尺寸光栅压缩器设计的关键物理参数及约束条件,得到了压缩器优化的三项基本变量。给出了一种输出能量最大化的压缩器优化方法,进而确定了有限尺寸光栅压缩器的最大工作能力。针对传统的圆光束方案提出了改进的椭圆光束方案,增大了聚焦能量,减小了焦斑尺寸,提高了峰值聚焦功率密度。通过数值模拟对500 mm曝光口径介质膜光栅在圆光束和椭圆光束两种方案下的最大输出能力进行分析比较,指出单块光栅在椭圆光束方案下可以实现500 fs,500 J,1 PW的脉冲输出。

Variação sazonal nos parâmetros da comunidade de anuros de folhiço (Amphibia; Anura) da Reserva Natural Salto Morato, sul do Brasil

Neste estudo nós fornecemos os primeiros dados acerca dos parâmetros da comunidade de anuros de folhiço de uma floresta no estado do Paraná, sul do Brasil, incluindo informações sobre riqueza de espécies, densidades específicas e biomassa. Nosso estudo foi realizado na Reserva Natural Salto Morato entre julho de 2009 e abril de 2010. Para amostrar a comunidade de anuros de folhiço usamos 40 parcelas de 4 x 4 m em cada estação do ano (inverno, primavera, verão e outono), totalizando 2.560 m2 de chão de floresta amostrados. Nós amostramos um total de 96 anuros habitando o chão da floresta, pertencentes a sete espécies: Brachycephalus hermogenesi, Ischnocnema guentheri, Haddadus binotatus, Leptodactylus gr. marmoratus, Physalaemus spiniger, Proceratophrys boiei e Rhinella abei. A densidade total de anuros vivendo no chão da floresta foi de 3,73 ind/100m2, sendo I. guentheri (1,37 ind/100m2) a espécie mais numerosa e R. abei (0,19 ind/100m2), a mais rara. A estimativa da biomassa total na comunidade de anuros de folhiço foi de 3,290g. A temperatura foi um fator ambiental significativo para a abundância de anuros de folhiço, enquanto a umidade não foi importante na estruturação da comunidade na área estudada. A abundância, riqueza e densidade variaram consistentemente entre as quatro estações do ano amostradas, com os maiores valores ocorrendo nos meses mais quentes da primavera e verão. Esse estudo aumenta a distribuição geográfica de Brachycephalus hermogenesi.

The promoter of cell growth- and RNA protection-associated SND1 gene is activated by endoplasmic reticulum stress in human hepatoma cells

Background: Staphyloccocal nuclease domain-containing protein 1 (SND1) is involved in the regulation of gene expression and RNA protection. While numerous studies have established that SND1 protein expression is modulated by cellular stresses associated with tumor growth, hypoxia, inflammation, heat- shock and oxidative conditions, little is known about the factors responsible for SND1 expression. Here, we have approached this question by analyzing the transcriptional response of human SND1 gene to pharmacological endoplasmic reticulum (ER) stress in liver cancer cells. Results: We provide first evidence that SND1 promoter activity is increased in human liver cancer cells upon exposure to thapsigargin or tunicamycin or by ectopic expression of ATF6, a crucial transcription factor in the unfolded protein response triggered by ER stress. Deletion analysis of the 5'-flanking region of SND1 promoter identified maximal activation in fragment (-934, +221), which contains most of the predicted ER stress response elements in proximal promoter. Quantitative real- time PCR revealed a near 3 fold increase in SND1 mRNA expression by either of the stress- inducers; whereas SND1 protein was maximally upregulated (3.4-fold) in cells exposed to tunicamycin, a protein glycosylation inhibitor. Conclusion: Promoter activity of the cell growth- and RNA-protection associated SND1 gene is up-regulated by ER stress in human hepatoma cells.

O despertar do budismo no ocidente no século XXI: contrbuição ao debate

Esta tese apresenta como um dos seus aspectos fundamentais a compreensão de outra cultura, outra versão, outro conjunto de valores: o pensamento indiano, berço da Ahamkãra a consciência individual, o eu e das práticas ascéticas de origem pré-ariana e autóctone. No interior dessa tradição, foram escolhidos os ensinamentos do Buddha Shãkyamuni, por sua absoluta originalidade na concepção da individualidade, transformando radicalmente as concepções de subjetividade existentes em sua época. O intuito, ao buscar uma tradição em tudo diferente da nossa, é, por dirigir o foco para o mais contrastante, iluminar nossa própria tradição, enriquecer o campo de discussão das novas matrizes de subjetivação em nossa sociedade ocidental pós-moderna e globalizada. Com essa abordagem objetiva-se contribuir para o debate em torno do despertar do budismo ocidental, no séc. XXI, lançando algumas linhas de reflexão que auxiliem, por um lado, a contextualizar esse acontecimento, e, por outro, a ampliar o debate sobre as questões relativas à noção de sujeito, utilizada pelos teóricos da psicanálise, através da apresentação de uma outra versão, a do eu budista. A comparação entre uma forma de individualidade oriunda de uma sociedade tradicional e holista e a forma da individualidade contemporânea, oriunda de uma sociedade secularizada e individualista, é possível através do que Harpham denomina imperativo ascético, uma força estruturante primária e transcultural. Nesse sentido visualiza-se uma relação entre as práticas ascéticas e a construção do eu. Segundo Mauss, o eu também é uma categoria universal, presente em todas as culturas. Assim como se encontram variações sobre o repertório das práticas ascéticas disponíveis em diferentes culturas, encontram-se variações na forma da subjetividade, de acordo com o seu solo cultural e sua paisagem mental. Fizemos uma conexão entre as práticas ascéticas indianas e o que denominamos de identificação mística, a partir da qual foi possível inferir essa imbricação entre ascetismo, construção e sacralização do eu nos primórdios da civilização indiana. Com o budismo ocorre uma espécie de descentramento, a sacralização é estendida a todo o cosmo, as práticas de meditação sintonizam com todos os seres, com todos os animais, para eliminar as causas do sofrimento. O budismo nasce com uma vocação universalista e leva para fora das fronteiras da Índia esse eu construído a partir dos conceitos da Ãhimsa, a não-violência, e da noção de ausência de existência inerente, inscritos no pensamento budista há dois mil e quinhentos anos, despertando o interesse do ocidente após um longo período de obscurecimento.

The E2F2 Transcription Factor Sustains Hepatic Glycerophospholipid Homeostasis in Mice

Increasing evidence links metabolic signals to cell proliferation, but the molecular wiring that connects the two core machineries remains largely unknown. E2Fs are master regulators of cellular proliferation. We have recently shown that E2F2 activity facilitates the completion of liver regeneration after partial hepatectomy (PH) by regulating the expression of genes required for S-phase entry. Our study also revealed that E2F2 determines the duration of hepatectomy-induced hepatic steatosis. A transcriptomic analysis of normal adult liver identified "lipid metabolism regulation" as a major E2F2 functional target, suggesting that E2F2 has a role in lipid homeostasis. Here we use wild-type (E2F2(+/+)) and E2F2 deficient (E2F2(-/-)) mice to investigate the in vivo role of E2F2 in the composition of liver lipids and fatty acids in two metabolically different contexts: quiescence and 48-h post-PH, when cellular proliferation and anabolic demands are maximal. We show that liver regeneration is accompanied by large triglyceride and protein increases without changes in total phospholipids both in E2F2(+/+) and E2F2(-/-) mice. Remarkably, we found that the phenotype of quiescent liver tissue from E2F2(-/-) mice resembles the phenotype of proliferating E2F2(+/+) liver tissue, characterized by a decreased phosphatidylcholine to phosphatidylethanolamine ratio and a reprogramming of genes involved in generation of choline and ethanolamine derivatives. The diversity of fatty acids in total lipid, triglycerides and phospholipids was essentially preserved on E2F2 loss both in proliferating and non-proliferating liver tissue, although notable exceptions in inflammation-related fatty acids of defined phospholipid classes were detected. Overall, our results indicate that E2F2 activity sustains the hepatic homeostasis of major membrane glycerolipid components while it is dispensable for storage glycerolipid balance.

A desgermanização da Condor: estruturação e reestruturação de um sistema técnico no Brasil

Este trabalho apresenta e discute a reorganização pela qual a empresa de aviação Syndicato Condor passou durante os anos de 1941 e 1942, em função do boicote imposto por Washington às empresas brasileiras com origem alemã. Para tanto, será recuperado um breve período da história da aviação brasileira, passando pelos pioneiros da aviação no país, as primeiras tentativas de organização, os marcos regulatórios e a formação das primeiras empresas. Como o desenvolvimento técnico é peça fundamental para o entendimento desta temática, temos ainda como preocupação, incluir a técnica nos debates sobre a hegemonia e império no século XX. Da mesma maneira, tentamos evidenciar a importância da técnica para a transformação nas dinâmicas territoriais que se impuseram no período, bem como posicionar o processo de desgermanização da Condor como etapa da grande unificação técnica imposta pelos Estados Unidos no período do pós-guerra.