A proposal of a behavior-based control architecture with reinforcement learning for an autonomous underwater robot

Aquesta tesi proposa l'ús d'un seguit de tècniques pel control a alt nivell d'un robot autònom i també per l'aprenentatge automàtic de comportaments. L'objectiu principal de la tesis fou el de dotar d'intel·ligència als robots autònoms que han d'acomplir unes missions determinades en entorns desconeguts i no estructurats. Una de les premisses tingudes en compte en tots els passos d'aquesta tesis va ser la selecció d'aquelles tècniques que poguessin ésser aplicades en temps real, i demostrar-ne el seu funcionament amb experiments reals. El camp d'aplicació de tots els experiments es la robòtica submarina. En una primera part, la tesis es centra en el disseny d'una arquitectura de control que ha de permetre l'assoliment d'una missió prèviament definida. En particular, la tesis proposa l'ús de les arquitectures de control basades en comportaments per a l'assoliment de cada una de les tasques que composen la totalitat de la missió. Una arquitectura d'aquest tipus està formada per un conjunt independent de comportaments, els quals representen diferents intencions del robot (ex.: "anar a una posició", "evitar obstacles",...). Es presenta una recerca bibliogràfica sobre aquest camp i alhora es mostren els resultats d'aplicar quatre de les arquitectures basades en comportaments més representatives a una tasca concreta. De l'anàlisi dels resultats se'n deriva que un dels factors que més influeixen en el rendiment d'aquestes arquitectures, és la metodologia emprada per coordinar les respostes dels comportaments. Per una banda, la coordinació competitiva és aquella en que només un dels comportaments controla el robot. Per altra banda, en la coordinació cooperativa el control del robot és realitza a partir d'una fusió de totes les respostes dels comportaments actius. La tesis, proposa un esquema híbrid d'arquitectura capaç de beneficiar-se dels principals avantatges d'ambdues metodologies. En una segona part, la tesis proposa la utilització de l'aprenentatge per reforç per aprendre l'estructura interna dels comportaments. Aquest tipus d'aprenentatge és adequat per entorns desconeguts i el procés d'aprenentatge es realitza al mateix temps que el robot està explorant l'entorn. La tesis presenta també un estat de l'art d'aquest camp, en el que es detallen els principals problemes que apareixen en utilitzar els algoritmes d'aprenentatge per reforç en aplicacions reals, com la robòtica. El problema de la generalització és un dels que més influeix i consisteix en permetre l'ús de variables continues sense augmentar substancialment el temps de convergència. Després de descriure breument les principals metodologies per generalitzar, la tesis proposa l'ús d'una xarxa neural combinada amb l'algoritme d'aprenentatge per reforç Q_learning. Aquesta combinació proporciona una gran capacitat de generalització i una molt bona disposició per aprendre en tasques de robòtica amb exigències de temps real. No obstant, les xarxes neurals són aproximadors de funcions no-locals, el que significa que en treballar amb un conjunt de dades no homogeni es produeix una interferència: aprendre en un subconjunt de l'espai significa desaprendre en la resta de l'espai. El problema de la interferència afecta de manera directa en robòtica, ja que l'exploració de l'espai es realitza sempre localment. L'algoritme proposat en la tesi té en compte aquest problema i manté una base de dades representativa de totes les zones explorades. Així doncs, totes les mostres de la base de dades s'utilitzen per actualitzar la xarxa neural, i per tant, l'aprenentatge és homogeni. Finalment, la tesi presenta els resultats obtinguts amb la arquitectura de control basada en comportaments i l'algoritme d'aprenentatge per reforç. Els experiments es realitzen amb el robot URIS, desenvolupat a la Universitat de Girona, i el comportament après és el seguiment d'un objecte mitjançant visió per computador. La tesi detalla tots els dispositius desenvolupats pels experiments així com les característiques del propi robot submarí. Els resultats obtinguts demostren la idoneïtat de les propostes en permetre l'aprenentatge del comportament en temps real. En un segon apartat de resultats es demostra la capacitat de generalització de l'algoritme d'aprenentatge mitjançant el "benchmark" del "cotxe i la muntanya". Els resultats obtinguts en aquest problema milloren els resultats d'altres metodologies, demostrant la millor capacitat de generalització de les xarxes neurals.

VLSI architecture for motion estimation in underwater imaging

El treball desenvolupat en aquesta tesi aprofundeix i aporta solucions innovadores en el camp orientat a tractar el problema de la correspondència en imatges subaquàtiques. En aquests entorns, el que realment complica les tasques de processat és la falta de contorns ben definits per culpa d'imatges esborronades; un fet aquest que es deu fonamentalment a il·luminació deficient o a la manca d'uniformitat dels sistemes d'il·luminació artificials. Els objectius aconseguits en aquesta tesi es poden remarcar en dues grans direccions. Per millorar l'algorisme d'estimació de moviment es va proposar un nou mètode que introdueix paràmetres de textura per rebutjar falses correspondències entre parells d'imatges. Un seguit d'assaigs efectuats en imatges submarines reals han estat portats a terme per seleccionar les estratègies més adients. Amb la finalitat d'aconseguir resultats en temps real, es proposa una innovadora arquitectura VLSI per la implementació d'algunes parts de l'algorisme d'estimació de moviment amb alt cost computacional.

La literatura autobiográfica negro-africana: la naturalización de un legado colonial

Presente en la literatura africana desde sus más tempranas manifestaciones escritas, el género autobiográfico se inscribe en una práctica que en principio resulta ajena a una cultura como la africana, centrada principalmente en fomentar valores destinados a preservar la cohesión del grupo. En África, la práctica autobiográfica nace del contacto con la Occidente, y más específicamente de ciertos agentes culturales propiciados por el nuevo sistema educativo, la prensa colonial y la labor de antropólogos y sociólogos. En el presente artículo realizaremos un recorrido a través de estos tres grandes ámbitos con objeto de analizar, tomando como ejemplo los primeros textos literarios femeninos africanos, la destreza de las escritoras a la hora de conciliar dos aspectos en principio tan antagónicos como la narración autodiegética y la transmisión de valores grupales.

Research in Architecture: Looking Backward and Forward: Forty-Year Experience in Architectural Research at the Faculty of Architecture STU

The introduction of my contribution contains a brief information on the Faculty of Architecture of the Slovak University of Technology in Bratislava (FA STU) and the architectural research performed at this institution. Schemes and priorities of our research in architecture have changed several times since the very beginning in early 50’s. The most significant change occurred after “the velvet revolution” in 1989. Since 1990 there have been several sources to support research at universities. The significant part of my contribution is rooted in my own research experience since the time I had joined FA STU in 1975 as a young architect and researcher. The period of the 80’s is characterized by the first unintentional attempts to do “research by design” and my “scientific” achievements as by-products of my design work. Some of them resulted in the following issues: conception of mezzo-space, theory of the complex perception of architectural space and definition of basic principles of ecologically conscious architecture. Nowadays I continue my research by design within the application of so called solar envelope in urban scale with my students.

Architecture & Research: a possible structure

This article results from three conferences organized by the research project titled “Architectural research framework” developed by the research center Architectural Lab – LabART – of the Lusófona University, and also by my personal experiences and dialogs with other members of the EAAE research committee. Architectural research always existed, but only recently some major questions have emerged, by the time that Europe started the last universitary reform on the 80’s. Two aspects are crucial in understanding the problematic that we are referring to. On the one hand we verify that the architectural teaching should maintain the articulation and close relationship between the theoretical and practical aspects. On the other hand, there is a need to confer academic degrees, as the MsC and PhD’s in the Faculties of Architecture. Inevitably, discussions began about the scientificity of architecture (its grounding), the types of research, methodological models, as well as on the evaluation criteria and the quality of research, or the relevance of the results. We will try to approach some of these discussions, and by the end, establish a basic structure that allows us to obtain an open model for research in architecture.

A perspetiva pós-colonial de Antonio Gramsci: Os subalternos

O artigo relaciona o pensamento de Antonio Gramsci com as teorias dos Estudos Subalternos. Enquadra também estes Estudos no mais abrangente panorama dos Estudos Culturais e Pós-Coloniais.

Tahar Ben Jelloun e a Identidade Pós-Colonial

Este trabalho debruça-se sobre a literatura pós-colonial e as questões de identidade dos escritores dos países colonizados do Magrebe. Centramo-nos em Tahar Ben Jelloun, escritor franco-marroquino que reflete sobre a sua identidade, o bilinguismo e a pertença a duas culturas assim como sobre o conceito de francofonia.

Recantos femininos do Império : recolhimentos e clausura no Norte do Brasil colonial

A instituição Recolhimento Feminino surgiu em todo o Império Português e foram de suma importância para a solução de múltiplas problemáticas que envolveram as mulheres. Questões que vão desde os desejos de devoção ao salvador, passando pela educação pura e simples até os enclausuramentos forçados. Seus perfis foram diferenciados. O mais famoso que abrigou as filhas dos funcionários reais que feneceram nas conquistas, o do Castelo de Lisboa, até os mais simples, como o da Paraíba. Houve aqueles que buscaram recuperar as prostitutas e mulheres perdidas, chamados de Recolhimento das Convertidas e aqueles que se esmeraram em promover uma educação para o casamento. Não importa qual a configuração que cada casa dessas alcançou ao longo do tempo, todas sem exceção estiveram voltadas a proteger a honra feminina e consequentemente a da família no Antigo Regime.

Dinámicas sociales y étnicas de desestructuración y recomposición en Cuenca colonial (Debate: perspectivas sobre El Mosaico Indígena de Jaques Poloni-Simard)

Presentación del libro 'El mosaico indígena' (Quito, Abya-Yala 2006) desarrollada en la Universidad Andina Simón Bolívar, Sede Ecuador, el 11 de abril de 2006.

El oficio del historiador y la sociedad colonial (Debate: perspectivas sobre El Mosaico Indígena de Jaques Poloni-Simard)

Presentación del libro 'El mosaico indígena' (Quito, Abya-Yala 2006) desarrollada en la Universidad Andina Simón Bolívar, Sede Ecuador, el 11 de abril de 2006.

La ciudad colonial andina en los ojos de Guamán Poma de Ayala (Estudios)

En su célebre Nueva Corónica y Buen Gobierno, Felipe Guaman Poma de Ayala dejó estampada una visión propia del urbanismo colonial. El autor de este estudio realiza un análisis tanto del texto escrito como de los dibujos que el cronista indígena compuso, con el fin de mostrar que ellos traducen una compleja y rica combinación de descripción de la red urbana realmente existente a inicios del siglo XVII, con una serie de ideales de ordenamiento espacial, urbanístico y geográfico, propio de los imaginarios andinos. Así, el orden de las calles y plazas en damero, con la iglesia en el centro, se combina con la afirmación de jerarquías de la red de lugares centrales del mundo prehispánico.

Censos, capellanías y élites: aspectos sociales del crédito en Quito colonial [primera mitad del siglo XVIII] (Estudios)

Contiene: 1. Los "censos y el litigio por la rebaja de intereses. 2. Las capellanías: una empresa al servicio de la reproducción familiar. 3. Los "censualistas" quiteños y la naturaleza informal del sistema de crédito. 4. Las dimensiones políticas del crédito.