Disseny d'agents físics: inclusió de capacitats específiques per a l'avaluació de l'eficiència d'accions

L'experiència de l'autor en la temàtica d'agents intel·ligents i la seva aplicació als robots que emulen el joc de futbol han donat el bagatge suficient per poder encetar i proposar la temàtica plantejada en aquesta tesi: com fer que un complicat robot pugui treure el màxim suc de l'autoconeixement de l'estructura de control inclosa al seu propi cos físic, i així poder cooperar millor amb d'altres agents per optimitzar el rendiment a l'hora de resoldre problemes de cooperació. Per resoldre aquesta qüestió es proposa incorporar la dinàmica del cos físic en les decisions cooperatives dels agents físics unificant els móns de l'automàtica, la robòtica i la intel·ligència artificial a través de la noció de capacitat: la capacitat vista com a entitat on els enginyers de control dipositen el seu coneixement, i a la vegada la capacitat vista com la utilitat on un agent hi diposita el seu autoconeixement del seu cos físic que ha obtingut per introspecció. En aquesta tesi es presenta l'arquitectura DPAA que s'organitza seguint una jerarquia vertical en tres nivells d'abstracció o mòduls control, supervisor i agent, els quals presenten una estructura interna homogènia que facilita les tasques de disseny de l'agent. Aquests mòduls disposen d'un conjunt específic de capacitats que els permeten avaluar com seran les accions que s'executaran en un futur. En concret, al mòdul de control (baix nivell d'abstracció) les capacitats consisteixen en paràmetres que descriuen el comportament dinàmic i estàtic que resulta d'executar un controlador determinat, és a dir, encapsulen el coneixement de l'enginyer de control. Així, a través dels mecanismes de comunicació entre mòduls aquest coneixement pot anar introduint-se als mecanismes de decisió dels mòduls superiors (supervisor i agent) de forma que quan els paràmetres dinàmics i estàtics indiquin que pot haver-hi problemes a baix nivell, els mòduls superiors es poden responsabilitzar d'inhibir o no l'execució d'algunes accions. Aquest procés top-down intern d'avaluació de la viabilitat d'executar una acció determinada s'anomena procés d'introspecció. Es presenten diversos exemples per tal d'il·lustrar com es pot dissenyar un agent físic amb dinàmica pròpia utilitzant l'arquitectura DPAA com a referent. En concret, es mostra tot el procés a seguir per dissenyar un sistema real format per dos robots en formació de comboi, i es mostra com es pot resoldre el problema de la col·lisió utilitzant les capacitats a partir de les especificacions de disseny de l'arquitectura DPAA. Al cinquè capítol s'hi exposa el procés d'anàlisi i disseny en un domini més complex: un grup de robots que emulen el joc del futbol. Els resultats que s'hi mostren fan referència a l'avaluació de la validesa de l'arquitectura per resoldre el problema de la passada de la pilota. S'hi mostren diversos resultats on es veu que és possible avaluar si una passada de pilota és viable o no. Encara que aquesta possibilitat ja ha estat demostrada en altres treballs, l'aportació d'aquesta tesi està en el fet que és possible avaluar la viabilitat a partir de l'encapsulament de la dinàmica en unes capacitats específiques, és a dir, és possible saber quines seran les característiques de la passada: el temps del xut, la precisió o inclòs la geometria del moviment del robot xutador. Els resultats mostren que la negociació de les condicions de la passada de la pilota és possible a partir de capacitats atòmiques, les quals inclouen informació sobre les característiques de la dinàmica dels controladors. La complexitat del domini proposat fa difícil comparar els resultats amb els altres treballs. Cal tenir present que els resultats mostrats s'han obtingut utilitzant un simulador fet a mida que incorpora les dinàmiques dels motors dels robots i de la pilota. En aquest sentit cal comentar que no existeixen treballs publicats sobre el problema de la passada en què es tingui en compte la dinàmica dels robots. El present treball permet assegurar que la inclusió de paràmetres dinàmics en el conjunt de les capacitats de l'agent físic permet obtenir un millor comportament col·lectiu dels robots, i que aquesta millora es deu al fet que en les etapes de decisió els agents utilitzen informació relativa a la viabilitat sobre les seves accions: aquesta viabilitat es pot calcular a partir del comportament dinàmic dels controladors. De fet, la definició de capacitats a partir de paràmetres dinàmics permet treballar fàcilment amb sistemes autònoms heterogenis: l'agent físic pot ser conscient de les seves capacitats d'actuació a través de mecanismes interns d'introspecció, i això permet que pugui prendre compromisos amb altres agents físics.

Integration of knowledge-based, qualitative and numeric tools for real time dynamic systems supervision

The proposal presented in this thesis is to provide designers of knowledge based supervisory systems of dynamic systems with a framework to facilitate their tasks avoiding interface problems among tools, data flow and management. The approach is thought to be useful to both control and process engineers in assisting their tasks. The use of AI technologies to diagnose and perform control loops and, of course, assist process supervisory tasks such as fault detection and diagnose, are in the scope of this work. Special effort has been put in integration of tools for assisting expert supervisory systems design. With this aim the experience of Computer Aided Control Systems Design (CACSD) frameworks have been analysed and used to design a Computer Aided Supervisory Systems (CASSD) framework. In this sense, some basic facilities are required to be available in this proposed framework: ·

New Methods for Triangulation-based Shape Acquisition using Laser Scanners

Tradicionalment, la reproducció del mon real se'ns ha mostrat a traves d'imatges planes. Aquestes imatges se solien materialitzar mitjançant pintures sobre tela o be amb dibuixos. Avui, per sort, encara podem veure pintures fetes a ma, tot i que la majoria d'imatges s'adquireixen mitjançant càmeres, i es mostren directament a una audiència, com en el cinema, la televisió o exposicions de fotografies, o be son processades per un sistema computeritzat per tal d'obtenir un resultat en particular. Aquests processaments s'apliquen en camps com en el control de qualitat industrial o be en la recerca mes puntera en intel·ligència artificial. Aplicant algorismes de processament de nivell mitja es poden obtenir imatges 3D a partir d'imatges 2D, utilitzant tècniques ben conegudes anomenades Shape From X, on X es el mètode per obtenir la tercera dimensió, i varia en funció de la tècnica que s'utilitza a tal nalitat. Tot i que l'evolució cap a la càmera 3D va començar en els 90, cal que les tècniques per obtenir les formes tridimensionals siguin mes i mes acurades. Les aplicacions dels escàners 3D han augmentat considerablement en els darrers anys, especialment en camps com el lleure, diagnosi/cirurgia assistida, robòtica, etc. Una de les tècniques mes utilitzades per obtenir informació 3D d'una escena, es la triangulació, i mes concretament, la utilització d'escàners laser tridimensionals. Des de la seva aparició formal en publicacions científiques al 1971 [SS71], hi ha hagut contribucions per solucionar problemes inherents com ara la disminució d'oclusions, millora de la precisió, velocitat d'adquisició, descripció de la forma, etc. Tots i cadascun dels mètodes per obtenir punts 3D d'una escena te associat un procés de calibració, i aquest procés juga un paper decisiu en el rendiment d'un dispositiu d'adquisició tridimensional. La nalitat d'aquesta tesi es la d'abordar el problema de l'adquisició de forma 3D, des d'un punt de vista total, reportant un estat de l'art sobre escàners laser basats en triangulació, provant el funcionament i rendiment de diferents sistemes, i fent aportacions per millorar la precisió en la detecció del feix laser, especialment en condicions adverses, i solucionant el problema de la calibració a partir de mètodes geomètrics projectius.

Disseny i implementació d'un sistema de gestió i intel·ligència per una biblioteca

L'objectiu d'aquest TFC és el disseny i implementació d'un Sistema de gestió i intel·ligència per una biblioteca. A part del que suposa el disseny de la base de dades que contindrà tots els recursos amb els que compte la biblioteca, Aixa com de les dades d'usuaris i administradors i, finalment, de tots els moviments de préstecs dels recursos disponibles.

Projecte "Aca" : TFC Treball Fi de Carrera (Magatzem de dades)

Construcció i explotació d'un magatzem de dades d'informació cinematogràfica.

Update On Ultraviolet A And B Radiation Generated By The Sun And Artificial Lamps And Their Effects On Skin.

Solar radiation, especially ultraviolet A (UVA) and ultraviolet B (UVB), can cause damage to the human body, and exposure to the radiation may vary according to the geographical location, time of year and other factors. The effects of UVA and UVB radiation on organisms range from erythema formation, through tanning and reduced synthesis of macromolecules such as collagen and elastin, to carcinogenic DNA mutations. Some studies suggest that, in addition to the radiation emitted by the sun, artificial sources of radiation, such as commercial lamps, can also generate small amounts of UVA and UVB radiation. Depending on the source intensity and on the distance from the source, this radiation can be harmful to photosensitive individuals. In healthy subjects, the evidence on the danger of this radiation is still far from conclusive.

Artificial Gait In Complete Spinal Cord Injured Subjects: How To Assess Clinical Performance.

Objective Adapt the 6 minutes walking test (6MWT) to artificial gait in complete spinal cord injured (SCI) patients aided by neuromuscular electrical stimulation. Method Nine male individuals with paraplegia (AIS A) participated in this study. Lesion levels varied between T4 and T12 and time post injured from 4 to 13 years. Patients performed 6MWT 1 and 6MWT 2. They used neuromuscular electrical stimulation, and were aided by a walker. The differences between two 6MWT were assessed by using a paired t test. Multiple r-squared was also calculated. Results The 6MWT 1 and 6MWT 2 were not statistically different for heart rate, distance, mean speed and blood pressure. Multiple r-squared (r2 = 0.96) explained 96% of the variation in the distance walked. Conclusion The use of 6MWT in artificial gait towards assessing exercise walking capacity is reproducible and easy to apply. It can be used to assess SCI artificial gait clinical performance.

The need for artificial tears in glaucoma patients: a comparative, retrospective study

PURPOSE: To evaluate the need for artificial tears by glaucoma patients under topical hypotensive treatment and to identify risk factors associated with it. METHODS: The charts of 175 glaucoma patients under medical treatment and 175 age-matched controls were reviewed. Age, gender, use of artificial tears, number of glaucoma medications used, and duration of treatment were recorded. RESULTS: Significantly more glaucoma patients (n=92; 52.6%) used artificial tears compared to age-matched controls (n=31; 17.7%) (p<0.001). Significantly more females (n=81; 39%) than males (n=42; 28.9%) used artificial tears (p=0.036). When the whole population was analyzed, female gender (OR=1.63) and the presence of glaucoma (OR= 5.14) were risk factors for the use of artificial tears (p<0.05). When the glaucoma population was analyzed, female gender (OR=2.57), number of medications >2 (OR=1.92), and duration of treatment >5 years (OR=2.93) were risk factors for the use of artificial tears (p<0.05). CONCLUSIONS: Topical treatment with antiglaucoma medication is a risk factor for the use of artificial tears. Female gender and long-term treatment of glaucoma with two or more medications were aggravating factors for the need for artificial tears.

Abrasion wear resistance of different artificial teeth opposed to metal and composite antagonists

One of the most important properties of artificial teeth is the abrasion wear resistance, which is determinant in the maintenance of the rehabilitation's occlusal pattern. OBJECTIVES: This in vitro study aims to evaluate the abrasion wear resistance of 7 brands of artificial teeth opposed to two types of antagonists. MATERIAL AND METHODS: Seven groups were prepared with 12 specimens each (BIOLUX & BL, TRILUX & TR, BLUE DENT & BD, BIOCLER & BC, POSTARIS & PO, ORTHOSIT & OR, GNATHOSTAR & GN), opposed to metallic (M & nickel-chromium alloy), and to composite antagonists (C & Solidex indirect composite). A mechanical loading device was used (240 cycles/min, 4 Hz speed, 10 mm antagonist course). Initial and final contours of each specimen were registered with aid of a profile projector (20x magnification). The linear difference between the two profiles was measured and the registered values were subjected to ANOVA and Tukey's test. RESULTS: Regarding the antagonists, only OR (M = 10.45 ± 1.42 µm and C = 2.77 ± 0.69 µm) and BC (M = 6.70 ± 1.37 µm and C = 4.48 ± 0.80 µm) presented statistically significant differences (p < 0.05). Best results were obtained with PO (C = 2.33 ± 0.91 µm and M = 1.78 ± 0.42 µm), followed by BL (C = 3.70 ± 1.32 µm and M = 3.70 ± 0.61 µm), statistically similar for both antagonists (p>0.05). Greater result variance was obtained with OR, which presented the worse results opposed to Ni-Cr (10.45 ± 1.42 µm), and results similar to the best ones against composite (2.77 ± 0.69 µm). CONCLUSIONS: Within the limitations of this study, it may be concluded that the antagonist material is a factor of major importance to be considered in the choice of the artificial teeth to be used in the prosthesis.

Inteligência artificial aplicada à Zootecnia

Os sistemas biológicos são surpreendentemente flexíveis pra processar informação proveniente do mundo real. Alguns organismos biológicos possuem uma unidade central de processamento denominada de cérebro. O cérebro humano consiste de 10(11) neurônios e realiza processamento inteligente de forma exata e subjetiva. A Inteligência Artificial (IA) tenta trazer para o mundo da computação digital a heurística dos sistemas biológicos de várias maneiras, mas, ainda resta muito para que isso seja concretizado. No entanto, algumas técnicas como Redes neurais artificiais e lógica fuzzy tem mostrado efetivas para resolver problemas complexos usando a heurística dos sistemas biológicos. Recentemente o numero de aplicação dos métodos da IA em sistemas zootécnicos tem aumentado significativamente. O objetivo deste artigo é explicar os princípios básicos da resolução de problemas usando heurística e demonstrar como a IA pode ser aplicada para construir um sistema especialista para resolver problemas na área de zootecnia.

Epilithic community development on artificial reefs deployed along a cross-shelf environmental gradient off Paraná state, southern Brazil

Concrete modules were deployed on the bottom of the 11, 18 and 30 meters isobaths along a cross-shelf hydrographic gradient off Paraná State, Southern Brazil, with the purpose of studying the colonization of sessile epilithic macroinvertebrates on artificial surfaces. After one year of submersion a total of 63 species of epilithic organisms were identified, dominated by Ostrea puelchana, Chthamalus bisinuatus, Balanus cf spongicola, Astrangia cf rathbuni, Didemnum spp, poryphers and bryozoans. Diversity index and percent cover at reef stations placed at 11, 18 and 30 meters isobaths were respectively 2.28 and 66.7%, 2.79 and 96.6% and 1.66 and 77.4%. Differences of general community structure among the three assemblages were not clearly related to the general environmental conditions at the bottom layers near the reef stations. Turbidity and larval abundance are discussed as important factors affecting colonization processes. Results indicate that depths between 15-20 meters are more suitable for the implementation of large scale artificial reef systems in the inner shelf off Paraná and, possibly, throughout the inner shelves off southern Brazil with similar hydrographic conditions.

Pitfalls of artificial grouping and stratification of scientific journals based on their Impact Factor: a case study in Brazilian Zoology

The present contribution explores the impact of the QUALIS metric system for academic evaluation implemented by CAPES (Coordination for the Development of Personnel in Higher Education) upon Brazilian Zoological research. The QUALIS system is based on the grouping and ranking of scientific journals according to their Impact Factor (IF). We examined two main points implied by this system, namely: 1) its reliability as a guideline for authors; 2) if Zoology possesses the same publication profile as Botany and Oceanography, three fields of knowledge grouped by CAPES under the subarea "BOZ" for purposes of evaluation. Additionally, we tested CAPES' recent suggestion that the area of Ecology would represent a fourth field of research compatible with the former three. Our results indicate that this system of classification is inappropriate as a guideline for publication improvement, with approximately one third of the journals changing their strata between years. We also demonstrate that the citation profile of Zoology is distinct from those of Botany and Oceanography. Finally, we show that Ecology shows an IF that is significantly different from those of Botany, Oceanography, and Zoology, and that grouping these fields together would be particularly detrimental to Zoology. We conclude that the use of only one parameter of analysis for the stratification of journals, i.e., the Impact Factor calculated for a comparatively small number of journals, fails to evaluate with accuracy the pattern of publication present in Zoology, Botany, and Oceanography. While such simplified procedure might appeals to our sense of objectivity, it dismisses any real attempt to evaluate with clarity the merit embedded in at least three very distinct aspects of scientific practice, namely: productivity, quality, and specificity.

Associação da medroxiprogesterona ao protocolo Ovsynch para inseminação artificial em tempo fixo de búfalas cíclicas (Bubalus bubalis) criadas na Amazônia Oriental

O presente estudo visou avaliar os efeitos da associação da medroxiprogesterona (análogo sintético da progesterona) ao protocolo Ovsynch sobre o crescimento folicular, a ovulação e a taxa de concepção de búfalas criadas na Amazônia Oriental (Tracuateua-PA). Vinte e sete fêmeas adultas (G1 n=14 e G2 n=13), cíclicas, sem bezerro ao pé e com ECC 3,5 foram submetidas a Ovsynch. Os animais do G2 receberam 60 mg de medroxiprogesterona entre D0 e D7 (D0=início do tratamento). A ultra-sonografia ovariana foi realizada nos D 0, 7, 9 e 10. O contingente de folículos pequenos diferiu no D7 (G1: 4,57±0,60 versus G2: 6,54±0,67; P=0,05). Tempo e tratamento influenciaram o diâmetro folicular no D7. O crescimento do folículo dominante entre D7 e D9 foi maior nos animais tratados (G1: 2,05±0,49 mm/dia versus 3,48±0,41 mm/dia; P<0,05). Mais animais do G1 ovularam precocemente (35,71% versus 30,77%), porém isso não afetou as taxas de concepção (G1: 50,00% e G2: 30,77%; P>0,05). Os achados sugerem que a medroxiprogesterona (1) aumenta recrutamento folicular e retarda o crescimento dos folículos com diâmetro maior que 5,0 mm entre D0 e D7; (2) sua retirada incrementa em 1,7 vezes o crescimento folicular do D7 ao D9; (3) pode contribuir para a ovulação de folículos maiores e, em tese, para maior formação de tecido luteínico; (4) não promove ovulação precoce após o Ovsynch; (5) não eleva as taxas de concepção após sincronização de fêmeas cíclicas e com bom escore corporal, devendo ser avaliada para uso em fêmeas acíclicas ou com ECC mais baixo.

Evaluation of follicular lymphoid depletion in the Bursa of Fabricius: an alternative methodology using digital image analysis and artificial neural networks

Fifty Bursa of Fabricius (BF) were examined by conventional optical microscopy and digital images were acquired and processed using Matlab® 6.5 software. The Artificial Neuronal Network (ANN) was generated using Neuroshell® Classifier software and the optical and digital data were compared. The ANN was able to make a comparable classification of digital and optical scores. The use of ANN was able to classify correctly the majority of the follicles, reaching sensibility and specificity of 89% and 96%, respectively. When the follicles were scored and grouped in a binary fashion the sensibility increased to 90% and obtained the maximum value for the specificity of 92%. These results demonstrate that the use of digital image analysis and ANN is a useful tool for the pathological classification of the BF lymphoid depletion. In addition it provides objective results that allow measuring the dimension of the error in the diagnosis and classification therefore making comparison between databases feasible.

Classification of breast masses using a committee machine of artificial neural networks

This work proposes a new approach using a committee machine of artificial neural networks to classify masses found in mammograms as benign or malignant. Three shape factors, three edge-sharpness measures, and 14 texture measures are used for the classification of 20 regions of interest (ROIs) related to malignant tumors and 37 ROIs related to benign masses. A group of multilayer perceptrons (MLPs) is employed as a committee machine of neural network classifiers. The classification results are reached by combining the responses of the individual classifiers. Experiments involving changes in the learning algorithm of the committee machine are conducted. The classification accuracy is evaluated using the area A. under the receiver operating characteristics (ROC) curve. The A, result for the committee machine is compared with the A, results obtained using MLPs and single-layer perceptrons (SLPs), as well as a linear discriminant analysis (LDA) classifier Tests are carried out using the student's t-distribution. The committee machine classifier outperforms the MLP SLP, and LDA classifiers in the following cases: with the shape measure of spiculation index, the A, values of the four methods are, in order 0.93, 0.84, 0.75, and 0.76; and with the edge-sharpness measure of acutance, the values are 0.79, 0.70, 0.69, and 0.74. Although the features with which improvement is obtained with the committee machines are not the same as those that provided the maximal value of A(z) (A(z) = 0.99 with some shape features, with or without the committee machine), they correspond to features that are not critically dependent on the accuracy of the boundaries of the masses, which is an important result. (c) 2008 SPIE and IS&T.